Question

化学电池是将化学能转变成电能的装置，包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类．燃料电池是目前正在探索的一种新型电池，已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是：X极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-   Y极：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-  请回答下列问题：
（1）X是

 

极；Y极发生

 

反应（填“氧化”或“还原”）
（2）该电池总反应方程式为

 

（3）若反应后的得到5.4g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为

 

．
（4）实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水，若制得Cl₂0.30mol，电池内至少消耗H₂SO₄

 

mol．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，注意从化合价变化的角度判断；
（2）在正负极转移电子相等的情况下相加，就得到总的电极反应式了；
（3）根据总的电极反应式列出水的质量与转移电子之间的关系式；
（4）根据电解过程中电荷守恒找出氯气和硫酸的关系式，根据氯气计算硫酸的消耗量．

解答： 解：（1）x 极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，该反应中O₂得电子被还原，应为原电池的正极反应，则x为正极；y极：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，该反应中H₂失电子被氧化，应为原电池的负极反应，发生氧化反应；故答案为：正；氧化；   
（2）总的电极反应式，是在两极得失电子守恒的情况下相加，即2H₂+O₂═2H₂O，故答案为：2H₂+O₂═2H₂O；   
（3）设转移电子数为xmol，由总的电极反应式可知：
  2H₂O～4e^-
  36g        4mol
  5.4g        xmol
则：

36g

5.4g

即x=0.6，故答案为：0.6N_A
（4）设生成0.30mol氯气需转移的电子为xmol．
2Cl^--2e^-=Cl₂↑
    2mol 1mol
    x    0.30mol
解得x=0.6mol，
设消耗硫酸的物质的量为ymol，
放电时，铅蓄电池的电池反应式为：
PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O 转移电子
        2mol               2mol
         y                 0.6mol
y=0.6
所以消耗硫酸 0.6mol，
故答案为：0.6．

点评：本题考查电极反应的判断以及根据电子守恒计算，题目难度不大，解答本题可从化合价的变化的角度入手，把握电极反应，应用电路中电子守恒来计算．