Question

15．某固體酸燃料電池以CsHSO₄固體為電解質(zhì)傳遞H⁺，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示：

（1）a極為電池的負(fù)極，b極發(fā)生的電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．
（2）該電池的總反應(yīng)式為2H₂+O₂=2H₂O．
（3）當(dāng)電路中通過0.1mol電子時，a極參加反應(yīng)的H₂在標(biāo)況下的體積為1.12L．

Answer 1

分析 根據(jù)圖形可知，通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電池總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O；電池工作時，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)中陽離子向正極移動，即H⁺由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，以此解答該題．

解答 解：根據(jù)圖形可知，通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電池總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O；電池工作時，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)中陽離子向正極移動，即H⁺由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，
（1）a為負(fù)極，b是正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案為：負(fù)；O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（2）通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電池總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：2H₂+O₂=2H₂O；
（3）a極反應(yīng)為H₂-2e^-═2H⁺，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，在標(biāo)況下的體積為1.12 L，故答案為：1.12．

點評 該題是高考中的常見題型，側(cè)重考查學(xué)生靈活運用原電池原理解決實際問題的能力，學(xué)習(xí)中要能正確判斷原電池的正負(fù)極，以及電極反應(yīng)式的書寫等問題．