Question

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．
（1）a是

负

极，电极反应式是

2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）

；b是

正

极．电极反应式是

O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

．
（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供．若为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了

4×10⁴

mol的电子．

Answer 1

分析：（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，原电池工作时，氢氧燃料电池的总反应为2H₂+O₂=2H₂O；
（2）在2H₂+O₂=2H₂O中，化合价升高值=化合价降低值=4，即当转移电子4mol时，会有2mol的水生成．

解答：解：（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），正极电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：负；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）；正；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）氢氧燃料电池的总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式相同，生成物为水，即2H₂+O₂=2H₂O，在2H₂+O₂=2H₂O中，化合价升高值=化合价降低值=4，即当转移电子4mol时，会有2mol即36g的水生成，当为飞行员提供了360kg即2×10⁴mol的水时，会转移电子4×10⁴mol，故答案为：4×10⁴．

点评：本题考查原电池中的氢氧燃料电池的工作原理，题目难度不大，注意电极方程式的书写以及电解质溶液的酸碱性．