【正文】 4e=2H2O+O2↑C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置②若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則電極反應(yīng)式為：a極__，b極___。（2）以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價(jià)為+3價(jià))和H2O2作原料的燃料電池，負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①電池放電時(shí)Na+移動方向是：__（填“從左向右”或“從右向左”）。②電極b采用MnO2，MnO2的作用是__。③該電池的負(fù)極反應(yīng)為：__。④每消耗3molH2O2，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__。【答案】B 2H24e+4OH=4H2O O2+4e+2H2O=4OH 從左向右 催化作用或?qū)щ? BH4+8OH8e=BO2+6H2O 6NA 【解析】【分析】(1)①在氫氧燃料電池中，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氫氣的電極是負(fù)極，即a為負(fù)價(jià)，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，通入氧氣的電極是正極，即b為正極；②當(dāng)電解質(zhì)溶液是KOH時(shí)，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；(2)根據(jù)裝置圖可知，H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則b電極為正極，a電極為負(fù)極，負(fù)極上BH4得電子和氫氧根離子反應(yīng)生成BO2，結(jié)合原電池原理分析解答。【詳解】(1)①A. 在氫氧燃料電池中，H2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，因此通入氫氣的a極為電源的負(fù)極，A選項(xiàng)正確；B．在氫氧燃料電池中，通入O2的b極為原電池的正極，正極上O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性來確定其電極反應(yīng)式的書寫，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．氫氧燃料電池的產(chǎn)物是水，環(huán)保無污染，是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，C選項(xiàng)正確；D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置，D選項(xiàng)正確；故答案為：B。②當(dāng)電解質(zhì)是堿溶液時(shí)，燃料氫氣失電子生成的H+在堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，它和OH反應(yīng)生成H2O，所以負(fù)極(a極)上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H24e+4OH=4H2O，正極(b極)上O2得電子和水生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH，故答案為：2H24e+4OH=4H2O；O2+4e+2H2O=4OH；(2)①在原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。b電極是雙氧水放電，因此b電極是正極，a電極是負(fù)極，則Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)，即從左向右，故答案為：從左向右；②MnO2除了作電極材料外，還可以對H2O2的還原反應(yīng)有催化作用，故答案為：催化作用或?qū)щ?；③極發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2，電極反應(yīng)式為BH4+8OH8e=BO2+6H2O，故答案為：BH4+8OH8e=BO2+6H2O；④正極電極反應(yīng)式為H2O2+2e=2OH，每消耗3molH2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6mol，數(shù)目為6NA，故答案為：6NA。【點(diǎn)睛】本題考查了燃料電池的特點(diǎn)及反應(yīng)式的書寫的知識，在氫氧燃料電池中，燃料在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，要注意的是：雖然燃料相同，但電解質(zhì)溶液不同時(shí)，電極反應(yīng)式不同，如氫氧燃料電池，在酸性介質(zhì)和堿性介質(zhì)中的電極反應(yīng)式就不同，總反應(yīng)方程式相同，書寫電極反應(yīng)要結(jié)合溶液的酸堿性進(jìn)行判斷。15．如圖為原電池裝置示意圖。（1）將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個(gè)原電池中，作負(fù)極的分別是__（填字母）。A 鋁片、銅片 B 銅片、鋁片C 鋁片、鋁片 D 銅片、銅片寫出插入燒堿溶液中形成的原電池的負(fù)極反應(yīng)式：____。（2）若A為Pb，B為PbO2，電解質(zhì)為H2SO4溶液，工作時(shí)的總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。寫出B電極反應(yīng)式：___；該電池在工作時(shí)，A電極的質(zhì)量將_（填“增加”“減小”或“不變”）。 mol H2SO4，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為__。（3）若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為KOH溶液，分別從A、B兩極通入H2和O2，該電池即為氫氧燃料電池，寫出B電極反應(yīng)式：_________；該電池在工作一段時(shí)間后，溶液的堿性將___（填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”）。（4）若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為H2SO4溶液，分別從A、B兩極通入CH4和O2，該電池即為甲烷燃料電池，寫出A電極反應(yīng)式：________；，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為__?！敬鸢浮緽 Al3e+4OH=AlO2+2H2O PbO2＋2 e＋4H＋＋SO42=PbSO4＋2H2O 增加 180。1022 O2+4e+2H2O=2H2O 減弱 CH4+8e+2H2O=CO2+8H+ 180。180。1023 【解析】【分析】根據(jù)原電池原理進(jìn)行分析?！驹斀狻浚?）將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，由于鋁遇濃硫酸發(fā)生鈍化，而銅可以被濃硝酸溶解，故銅為負(fù)極、鋁為正極；另一組插入燒堿溶液中，由于鋁可以被其溶解，而銅不能，故鋁為負(fù)極、銅為正極。綜上所述，在這兩個(gè)原電池中，作負(fù)極的分別是銅片、鋁片，故選B 。插入燒堿溶液中形成的原電池，負(fù)極上鋁被氧化為偏鋁酸根離子，電極反應(yīng)式為：Al3e+4OH=AlO2+2H2O。（2）若A為Pb，B為PbO2，電解質(zhì)為H2SO4溶液，工作時(shí)的總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。B電極為正極，其被還原為硫酸鉛，電極反應(yīng)式為PbO2＋2 e＋4H＋＋SO42=PbSO4＋2H2O；該電池在工作時(shí)，A電極被氧化為硫酸鉛，故其質(zhì)量將增加；由總反應(yīng)可知，該反應(yīng)若轉(zhuǎn)移2mol電子可以消耗2mol H2SO4， mol H2SO4，180。1022。（3）若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為KOH溶液，分別從A、B兩極通入H2和O2，該電池即為氫氧燃料電池， B電極為正極，其電極反應(yīng)式為：O2+4e+2H2O=2H2O；該電池在工作一段時(shí)間后，雖然總反應(yīng)中不消耗KOH，但是由于電池總反應(yīng)的產(chǎn)物是水，故溶液的堿性將減弱。（4）若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為H2SO4溶液，分別從A、B兩極通入CH4和O2，該電池即為甲烷燃料電池， A電極為負(fù)極，甲烷被氧化為二氧化碳，其電極反應(yīng)式為：CH4+8e+2H2O=CO2+8H+；由負(fù)極的電極反應(yīng)可知，16g CH4參加反應(yīng)時(shí)，可以轉(zhuǎn)移8mol e，因此，（），180。180。1023?！军c(diǎn)睛】在判斷原電池中金屬電極的極性時(shí)，不能僅根據(jù)金屬活動性分析，還要根據(jù)金屬與電解質(zhì)溶液之間的具體反應(yīng)進(jìn)行分析。在書寫電極反應(yīng)式時(shí)，要注意反應(yīng)產(chǎn)物在所給定的電解質(zhì)溶液中能否大量存在，若不能與電解質(zhì)溶液中的離子大量共存，則要寫出其與電解質(zhì)溶液中的某些離子或分子反應(yīng)后的產(chǎn)物。