Question

15．硼氫化鈉（NaBH₄）是有機(jī)合成中的重要還原劑，最新研究發(fā)現(xiàn)，以NaBH₄和H₂O₂為原料，NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，可以設(shè)計(jì)成全液流電池，其工作原理如圖所示，假設(shè)電池工作前左右兩槽溶液的體積各為1L，回答下列問(wèn)題：
（1）電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．
（2）電池工作時(shí)，Na⁺向的移動(dòng)方向是從a極區(qū)移向b極區(qū)，常溫下當(dāng)左槽產(chǎn)生0.0125mol BO₂^-離子時(shí)，右槽NaOH溶液pH=13．

Answer 1

分析 以硼氫化合物NaBH₄（B元素的化合價(jià)為+3價(jià)）和H₂O₂作原料的燃料電池，電解質(zhì)溶液呈堿性，由工作原理裝置圖可知，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正極H₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH^-，電極反應(yīng)式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，結(jié)合原電池的工作原理和電子守恒以及pH的計(jì)算來(lái)解答．

解答 解：（1）根據(jù)圖示內(nèi)容，正極bH₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH^-，電極反應(yīng)式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，負(fù)極a發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；
（2）原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則Na⁺從a極區(qū)移向b極區(qū)，根據(jù)電極反應(yīng)：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，當(dāng)左槽產(chǎn)生0.0125mol BO₂^-離子時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是0.1mol，此時(shí)根據(jù)正極上電極反應(yīng)H₂O₂+2e^-=2OH^-，則生成氫氧根離子的物質(zhì)的量是0.1mol，則氫氧根離子濃度是0.1mol/L，所以pH=13，
故答案為：從a極區(qū)移向b極區(qū)；13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池工作原理，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)等問(wèn)題，做題時(shí)注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書(shū)寫(xiě)，本題中難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)為電極方程式的書(shū)寫(xiě)．