Question

（6分）氢氧燃料电池是将H₂通入负极，O₂通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。

（1）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为_____________        _，若反应过程中转移了2mol电子，可产生水的质量为       g。

（2）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO₄组成的混合溶液，.其中c(Na⁺)= 3 c(Cu²⁺ )= 0.3 mol/L，取该混合液100 mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112 L（已折算到标准状况）气体。此时氢氧燃料电池外电路中转移电子的物质的量为        mol。（不考虑电路中的其它损耗）。

【解析】（1）在燃料电池中正极通入的是氧气，所以正极反应式为O₂ + 4H⁺ + 4e^-= 2H₂O。因为总反应是O₂ + 2H₂ = 2H₂O，反应中转移的电子是4mol，所以若反应过程中转移了2mol电子，可产生水的质量为18g。

（2）在阴极上首先是铜离子放电，析出铜，然后是氢离子放电，生成氢气。铜离子是0.1mol/L×0.1L＝0.01mol，得到的电子是0.02mol。氢气是，转移的电子是0.01mol，所以转移的总的电子是0.03mol。

 

Answer 1

（1）O₂ + 4H⁺ + 4e^- = 2H₂O；18 ； （2）0.03 ； （各2分）