Question

金屬/空氣燃料電池是一種正在逐步走向商品化的新型電池，非常適用于電動車等動力應(yīng)用．
（1）和很多燃料電池一樣，金屬/空氣燃料電池的還原劑為活潑金屬，如鋅、鋁等；金屬/空氣燃料電池的氧化劑為空氣中的

 

，不需要儲存在電池內(nèi)．
（2）鋁/空氣燃料電池常使用3～5mol/L的NaOH溶液做電解質(zhì)．該電池正極的電極反應(yīng)為

 

，負(fù)極的電極反應(yīng)為

 

．
（3）鋁是地殼中含量最多的金屬元素．不過，直到電解法的出現(xiàn)，人類才開始大量使用金屬鋁．試計(jì)算，電解法冶煉金屬鋁時(shí)若有6mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則在陰極上得到金屬鋁的質(zhì)量是

 

 g．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）燃料電池中，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)是燃料和氧氣之間的反應(yīng)，據(jù)此判斷氧化劑；
（2）鋁/空氣燃料電池活潑的金屬Al作負(fù)極，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；正極為氧氣得電子的還原反應(yīng)，據(jù)此回答；
（3）根據(jù)電解氧化鋁的方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）燃料電池中，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)是燃料和氧氣之間的反應(yīng)，金屬/空氣燃料電池的氧化劑為空氣中的氧氣，故答案為：O₂；
（2）鋁/空氣燃料電池中，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負(fù)極上是金屬鋁失電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）根據(jù)電解液煉鋁的方程式：2Al₂O₃（熔融）

通電  .

4Al+3O₂↑，該反應(yīng)生成金屬鋁4mol，會轉(zhuǎn)移電子12moL，所以若有6mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則在陰極上得到金屬鋁的物質(zhì)的量是2mol，質(zhì)量是54g，故答案為：54．

點(diǎn)評：本題考查了原電池、電解池原理及電極反應(yīng)式的書寫，難度不大，注意電子守恒在電化學(xué)中的應(yīng)用．