Question

（6分）氫氧燃料電池是將H₂通入負極，O₂通入正極而發生電池反應的，其能量轉換率高。

（1）若電解質溶液為硫酸，其正極反應為_____________        _，若反應過程中轉移了2mol電子，可產生水的質量為       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用石墨做電極進行電解，通電一段時間后，在陰極收集到0.112 L（已折算到標準狀況）氣體。此時氫氧燃料電池外電路中轉移電子的物質的量為        mol。（不考慮電路中的其它損耗）。

【解析】（1）在燃料電池中正極通入的是氧氣，所以正極反應式為O₂ + 4H⁺ + 4e^-= 2H₂O。因為總反應是O₂ + 2H₂ = 2H₂O，反應中轉移的電子是4mol，所以若反應過程中轉移了2mol電子，可產生水的質量為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，轉移的電子是0.01mol，所以轉移的總的電子是0.03mol。

 

Answer 1

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