Question

5．某固體燃料電池以CaHSO₄固體為電解質傳遞H⁺，其基本結構如圖所示，電池總反應可表示為：2H₂+O₂=2H₂O，下列有關說法錯誤的是（　�。�

• A． 電池工作時，化學能主要轉化為電能
• B． b極上的電極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O
• C． 每轉移0.4mol電子，生成3.6g水
• D． H⁺由b極通過固體酸電解質傳遞到a極

Answer 1

分析 根據電池總反應：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氫氣的一極為電池的負極，發生氧化還原反應，反應為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發生氧化反應，反應為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時，電子通過外電路從負極流向正極，即從a極流向b極，電解質中陽離子向正極移動，即H⁺由a極通過固體酸電解質傳遞到b極；每轉移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水，據此進行解答．

解答 解：根據電池總反應：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氫氣的一極為電池的負極，發生氧化反應，反應為H₂-2e^-=2H⁺；通入氧氣的一極為電池的正極，發生還原反應，反應為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時，電子通過外電路從負極流向正極，即從a極流向b極，電解質中陽離子向正極移動，即H⁺由a極通過固體酸電解質傳遞到b極；每轉移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水．
A．該裝置為燃料電池，原電池工作時將化學能轉化成電能，故A正確；
B．該電池為酸性電池，所以正極電極反應為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故B正確；
C．每轉移0.4 mol電子，生成0.2mol水，質量為：0.2mol×18g/mol=3.6g，故C正確；
D．原電池中，陽離子向正極移動，所以H⁺由a極通過固體酸電解質傳遞到b極，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查原電池工作原理，高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，側重考查學生靈活運用原電池原理解決實際問題的能力，學習中要明確原電池電子以及離子的定向移動問題，要能正確判斷原電池的正負極，以及電極反應式的書寫等問題．