Question

氫氧燃料電池是將H₂通入負極，O₂通入正極而發生電池反應的，其能量轉換率高．
（1）若電解質溶液為硫酸，其正極反應為

 

_，若反應過程中轉移了2mol電子，可產生水的質量為

 

g．
（2）若用氫氧燃料電池電解由NaCl和CuSO₄組成的混合溶液．
其中c（Na⁺）=3c（Cu²⁺）=0.3mol/L，取該混合液100mL用石墨做電極進行電解，通電一段時間后，在陰極收集到0.112L（已折算到標準狀況）氣體．此時氫氧燃料電池外電路中轉移電子的物質的量為

 

mol．（不考慮電路中的其它損耗）．

Answer 1

分析：（1）若電解質溶液是硫酸，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水；根據水和轉移電子之間的關系式計算；
（2）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液，陰極上先析出銅，然后氫離子放電生成氫氣，根據轉移電子守恒計算轉移電子的物質的量．

解答：解：（1）若電解質溶液是硫酸，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，根據轉移電子和水之間的關系式知，生成水的質量=

2mol

4

×2×18g/mol=18g，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，18；
（2）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液時，陰極上銅離子先放電，然后氫離子放電生成氫氣，銅完全析出時轉移電子的物質的量=

0.3mol

3

×0.1L×2=0.02mol，生成0.112L氫氣轉移電子的物質的量=

0.112L

22.4Lmol

×2=0.01mol，串聯電路中轉移電子數相等，所以氫氧燃料電池外電路中轉移電子的物質的量為0.03mol，
故答案為：0.03．

點評：本題考查了電極反應式的書寫、物質的量的有關計算等知識點，注意電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性，如果燃料和氧化劑相同，電解質溶液酸堿性不同，則電極反應式不同，為易錯點．