Question

（8分）“神九”飛船的發(fā)射成功，標(biāo)志著我國航天事業(yè)進(jìn)入領(lǐng)先行業(yè)。
（1）.燃料電池的發(fā)展和航天的需求密不可分。燃料電池不僅能量轉(zhuǎn)換率高，而且以氫氣和氧氣為燃料的電池，電池反應(yīng)生成的水還可供宇航員飲用。
①使用酸性電解質(zhì)的氫氧燃料電池，負(fù)極的電極反應(yīng)為                            。
②美國的阿波羅登月飛船使用的是堿性氫氧燃料電池，正極的電極反應(yīng)為
O₂ + 2H₂O + 4e^－ = 4OH^－，負(fù)極的電極反應(yīng)為                             。
③下圖是熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理示意圖。

已知負(fù)極的電極反應(yīng)為2 H­₂ – 4e^－+ 2CO₃^2－ ="2" H₂O +2CO₂，
正極的電極反應(yīng)為                                                  。
（2）.太陽能電池也為航天飛船提供了方便的能源。在航天飛船內(nèi)H₂O和O₂的循環(huán)中，借助太陽能電池，可以通過電解水提供O₂。若有4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則在陽極上得到氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）是         L。

Answer 1

（1）① H₂ — 2e^- =  2H⁺  ② H₂ — 2e^-  + 2OH^-  = 2H₂O
③O₂ + 4e^- + 2CO₂ = 2CO₃^2-（2） 22.4 

試題分析：（1）氫氧燃料電池中，當(dāng)介質(zhì)是酸性介質(zhì)時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為H₂-2e^- = 2H⁺，正極反應(yīng)為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O。當(dāng)介質(zhì)是堿性介質(zhì)時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為H₂-2e^-+ 2OH^- = 2H₂O，正極反應(yīng)為O₂ + 2H₂O+4e^－= 4OH^－。熔融鹽燃料電池正極反應(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-、O^2-+CO₂=CO₃^2-，二式合并得O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，或用總反應(yīng)式2H₂+O₂=2H₂O減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-。
（2）電解水生成氧氣的電極反應(yīng)式為2H₂O－4e^-=4H⁺+O₂↑。當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)生成氧氣1mol。
點(diǎn)評：原電池電極反應(yīng)不易寫出時(shí)可用總反應(yīng)減去一極電極反應(yīng)式得到另一極電極反應(yīng)式。