Question

【題目】通常氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，試回答下列問(wèn)題：

（1）在酸式介質(zhì)中，負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)為 ，正極反應(yīng)的物質(zhì)為 ，酸式電池的電極反應(yīng)：

負(fù)極： ，正極： 。

電解質(zhì)溶液pH的變化 （填“變大”，“變小”，“不變”）。

（2）在堿式介質(zhì)中，堿式電池的電極反應(yīng)：

負(fù)極： ，正極： 。

電解質(zhì)溶液pH的變化 （填“變大”，“變小”，“不變”）。

（3）氫氧燃料電池汽車(chē)作為上海世博園中的交通工具之一，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是________。

A．太陽(yáng)光催化分解水制氫氣比電解水氣氫氣更為科學(xué)

B．氫氧燃料電池作為汽車(chē)動(dòng)力更能保護(hù)環(huán)境

C．以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式相同

D．以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式相同

（4）純電動(dòng)車(chē)采用了高效耐用的一種新型可充電電池，該電池的總反應(yīng)式為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。

①該電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)________________。

②放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有________ mol K2FeO4被還原。

錳酸鋰離子電池在混合動(dòng)力車(chē)等大型蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。

電池反應(yīng)式為：Li1－xMnO4＋Lix LiMnO4，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是________。

A．放電時(shí)電池的正極反應(yīng)式為：Li1－xMnO4＋xLi＋＋xe－===LiMnO4

B．放電過(guò)程中，石墨沒(méi)有得失電子

C．該電池也能在KOH溶液的環(huán)境中正常工作

D．充電時(shí)電池上標(biāo)有“－”的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連

Answer 1

【答案】（1）H2；O2；2H2-4e-=4H+；O2+4e-+4H+=2H2O；變大

（2）2H2-4e-+4OH-=2H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；變小

（3）C

（4）Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；1

（5）C

【解析】

試題分析：（1）在酸性氫氧燃料電池中，石墨作電極，負(fù)極是氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)為2H2-4e-=4H+；正極是氧氣得電子生成氫氧根離子，生成的氫氧根離子結(jié)合氫離子生成水，電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O，由于正負(fù)極消耗與生成的氫離子等量，所以氫離子的總量不變，而總電極反應(yīng)式為2H2+O2＝2H2O，水的總量增加，氫離子濃度減小，pH變大；

（2）在堿式介質(zhì)中，氫氣在負(fù)極失去電子生成氫離子，氫離子結(jié)合氫氧根離子生成水，電極反應(yīng)式為2H2-4e-+4OH-=2H2O；氧氣在正極得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，由于正負(fù)極消耗與生成的氫氧根離子等量，所以氫氧根離子的總量不變，而總電極反應(yīng)式為2H2+O2＝2H2O，水的總量增加，氫氧根濃度減小，pH變小；

（3）A、電解獲得H2消耗較多的能量，而在催化劑作用下利用太陽(yáng)能來(lái)分解H2O獲得H2更為科學(xué)，A正確；B、氫氧燃料電池產(chǎn)物H2O無(wú)污染，能有效保護(hù)環(huán)境，B正確；C、以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式分別為：H2-2e-=2H+，H2-2e-+2OH-=H2O，不相同，C錯(cuò)誤；D、以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式均為2H2+O2＝2H2O，D正確，答案選C。

（4）①放電時(shí)，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；

②放電時(shí)，正極上1molK2FeO4得3mol電子發(fā)生還原反應(yīng)生成1molFe（OH）3，所以每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1molK2FeO4被還原；

（5）A、根據(jù)總反應(yīng)式可知Li失去電子，電池負(fù)極反應(yīng)式為：xLi-xe-═xLi+，由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得放電時(shí)的正極反應(yīng)式為Li1－xMnO4＋xLi＋＋xe－===LiMnO4，A正確；B、放電過(guò)程中，根據(jù)總反應(yīng)式Li1－xMnO4＋Lix LiMnO4可判斷石墨沒(méi)有電子得失，B正確；C、Li能與KOH溶液中的H2O反應(yīng)，導(dǎo)致電池?zé)o法正常工作，C錯(cuò)誤；D、充電過(guò)程是放電的逆向過(guò)程，外界電源的負(fù)極提供的電子使原電池負(fù)極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以標(biāo)有“-”的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連，D正確，答案選C。．