Question

（6分）氫氧燃料電池是將H₂通入負(fù)極，O₂通入正極而發(fā)生電池反應(yīng)的，其能量轉(zhuǎn)換率高。
（1）若電解質(zhì)溶液為硫酸，其正極反應(yīng)為_____________        _，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，可產(chǎn)生水的質(zhì)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⁺)=" 3" c(Cu²⁺ )=" 0.3" mol/L，取該混合液100 mL用石墨做電極進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，在陰極收集到0.112 L（已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體。此時(shí)氫氧燃料電池外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為       mol。（不考慮電路中的其它損耗）。

Answer 1

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

（1）在燃料電池中正極通入的是氧氣，所以正極反應(yīng)式為O₂ + 4H⁺ + 4e^- = 2H₂O。因?yàn)榭偡磻?yīng)是O₂ + 2H₂ = 2H₂O，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子是4mol，所以若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，可產(chǎn)生水的質(zhì)量為18g。
（2）在陰極上首先是銅離子放電，析出銅，然后是氫離子放電，生成氫氣。銅離子是0.1mol/L×0.1L＝0.01mol，得到的電子是0.02mol。氫氣是，轉(zhuǎn)移的電子是0.01mol，所以轉(zhuǎn)移的總的電子是0.03mol。