Question

【題目】（1）微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示：

HS-在硫氧化菌作用下轉化為SO的反應式是__。

（2）PbSO4熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源，基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl—KCl受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。

①放電過程中，Li+向__(填“負極”或“正極”)移動。

②負極反應式為__。

③電路中每轉移0.2mol電子，理論上生成__gPb。

（3）氨氧燃料電池具有很大的發展潛力。氨氧燃料電池工作原理如圖所示。

①a電極的電極反應式是__。

②一段時間后，需向裝置中補充KOH，請依據反應原理解釋原因：__。

Answer 1

【答案】HS-+4H2O-8e-=SO+9H+ 正極 Ca+2Cl--2e-=CaCl2 20.7 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 由于發生4NH3+3O2=2N2+6H2O反應，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補充KOH

【解析】

3個問題都是原電池相關的問題，應用原電池原理解本題即可，假如是燃料電池，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極為正極，還原劑在原電池的負極發生氧化反應，書寫電極反應式時要結合電解質，(1)中有質子交換膜，由圖知負極上有氫離子生成、正極上有氫離子反應，(2)是無水鹽環境，(3)在堿性電解質溶液中，電極上不能生成H+，據此回答；

(1)由微生物燃料電池的圖可知，HS-在硫氧化菌作用下轉化為SO的同時，還產生了氫離子，根據質量守恒和電荷守恒可寫出相關的反應式為；

故答案為：；

(2)①電池放電過程中，陽離子向正極移動，Li+向正極移動，

答案為：正極；

②由電池總反應式可知，負極上是鈣放電，產物為氯化鈣，據此可知負極反應式為：Ca+2Cl--2e-=CaCl2

答案為：Ca+2Cl--2e-=CaCl2；

③由反應中的化合價變化可知，每生成1molPb，轉移電子數為2mol，故電路中每轉移0.2mol電子，理論上生成0.1molPb，質量為0.1mol ×207g/mol=20.7g；

答案為：20.7；

(3)①由電池工作圖可知，氨氣在a電極放電，產生氮氣，堿性條件下，還產生水，故a電極的電極反應式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；

答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；

②一段時間后，需向裝置中補充KOH的原因是由于發生4NH3+3O2=2N2+6H2O反應，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補充KOH；

故答案為：由于發生4NH3+3O2=2N2+6H2O反應，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補充KOH。