问题 填空题

(8分)“神九”飞船的发射成功,标志着我国航天事业进入领先行业。

(1).燃料电池的发展和航天的需求密不可分。燃料电池不仅能量转换率高,而且以氢气和氧气为燃料的电池,电池反应生成的水还可供宇航员饮用。

①使用酸性电解质的氢氧燃料电池,负极的电极反应为                            。

②美国的阿波罗登月飞船使用的是碱性氢氧燃料电池,正极的电极反应为

O2 + 2H2O + 4e = 4OH,负极的电极反应为                             。

③下图是熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图。

已知负极的电极反应为2 H­2 – 4e+ 2CO32 ="2" H2O +2CO2

正极的电极反应为                                                  。

(2).太阳能电池也为航天飞船提供了方便的能源。在航天飞船内H2O和O2的循环中,借助太阳能电池,可以通过电解水提供O2。若有4 mol电子发生转移,则在阳极上得到气体的体积(标准状况)是         L。

答案

(1)① H2 — 2e- =  2H+  ② H2 — 2e-  + 2OH-  = 2H2O

③O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-(2) 22.4 

题目分析:(1)氢氧燃料电池中,当介质是酸性介质时,负极反应为H2-2e- = 2H+,正极反应为O2+4H++4e-=2H2O。当介质是碱性介质时,负极反应为H2-2e-+ 2OH- = 2H2O,正极反应为O2 + 2H2O+4e= 4OH。熔融盐燃料电池正极反应式为O2+4e-=2O2-、O2-+CO2=CO32-,二式合并得O2+4e-+2CO2=2CO32-,或用总反应式2H2+O2=2H2O减去负极反应式得正极反应式O2+4e-+2CO2=2CO32-

(2)电解水生成氧气的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。当转移4mol电子时生成氧气1mol。

点评:原电池电极反应不易写出时可用总反应减去一极电极反应式得到另一极电极反应式。

单项选择题
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