Question

（1）被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點．如圖為氫氧燃料電池的結構示意圖，電解質溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒．當氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負兩極通入燃料電池時，便可在閉合回路中不斷地產生電流．試回答下列問題：
①圖中通過負載的電子流動方向

向右

（填“向左”或“向右”）．
②寫出氫氧燃料電池工作時電極反應方程式
正極：

2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-

，
負極：

2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O

，
（2）在由銅片、鋅片和200ml稀硫酸組成的原電池中，若H₂只在銅片上產生，當在銅片上放出4.48L（標準狀況）的H₂時，硫酸恰好用完，則產生這些氣體消耗的鋅為

13

g，在導線上有

0.4

mol電子通過，原稀硫酸的物質的量濃度是

1mol/L

．

Answer 1

分析：（1）①根據燃料電池的工作原理來判斷電子的流向；
②在燃料電池中，負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應，正極上發(fā)生得電子的還原反應，結合電解質環(huán)境來書寫電極反應式；
（2）根據氫氣和鋅的關系式計算消耗的鋅的質量；根據氫氣和轉移電子的關系式計算轉移電子的量；根據氫氣和硫酸的關系式計算硫酸的物質的量，再根據物質的量濃度公式計算硫酸的物質的量濃度；

解答：解：（1）①根據原電池工作原理，負極上失電子，電子從負極沿外電路流向正極，所以通過負載的電子流動方向是向右．故答案為：向右；
②正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，發(fā)生還原反應，所以電極反應式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；負極上失電子和氫氧根離子反應生成水，所以電極反應式為2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；兩極上的電極反應式相加得總反應方程式，所以總反應方程式為2H₂+O₂═2H₂O，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；
（2）解：Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑  
            65g          22.4L 
           13g          4.48L    
 （2）Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑    轉移電子
                     22.4L    2 mol
                     4.48L    0.4mol        
故答案為0.3；       
（3）Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑
        1mol        22.4L    
        0.2mol      4.48L         
 溶液中硫酸的物質的量為0.2mol；            
所以稀硫酸的物質的量濃度C=

n

V

=

0.2mol

0.2L

=1mol/L
故答案為：13、0.4、1mol/L．

點評：本題考查學生原電池的工作原理并以原電池為載體考查了反應方程式的有關計算，正確找出各物質間的關系是解本題的關鍵，該題綜合性強，難度大．