Question

下圖是水煤氣（成分為CO、H₂）、空氣燃料電池的工作原理示意圖，a、b均為惰性電極。下列敘述中正確的是

A．A處通入的是空氣，B處通入的是水煤氣

B．a電極發生還原反應，b電極發生氧化反應

C．如用這種電池電鍍銅，待鍍金屬增重6.4 g，則至少消耗標準狀況下的水煤氣2.24 L

D．a電極的反應式包括：CO+4OH-+2e-＝CO32-+2H2O

Answer 1

C

試題分析：本題考查的是原電池的應用-燃料電池的工作原理。不管什么燃料電池，若需要消耗氧氣，那么通O₂的這一極一定是正極。正極得電子，發生還原反應。負極失電子，發生氧化反應。外電路中電子由負極經過導線回到正極。而內電路（溶液中）靠離子定向移動產生電流。電子的流向可知，電子從a極出來，回到b極。所以a是負極（燃料失電子），b極是正極（O₂得電子）。故A錯誤。負極電極反應式：不僅CO失電子，還有H₂失電子。CO失電子后變成+4價（以CO₂形式存在）而電解質溶液是堿性溶液，所以CO₂會與OH^－發生反應生成CO₃^2－。故電極反應為：CO＋4OH^－-2e^－＝ CO₃^2－＋2H₂O。配平時不僅滿足電子守恒，還有電荷守恒和原子守恒。同理可寫出H₂的反應：H₂＋2OH^－-2e^－=2H₂O。所以漏了H₂的反應式。故B錯誤。如用這種電池電鍍銅，當鍍件增重6．4gCu，說明n(Cu)=0.1mol。轉移n(e^－)=0.2mol。1molCO轉移2mol e^－，1mol H₂轉移2mol e^－。1molCO和H₂的混合氣體也是轉移2mol e^－。現增重6．4gCu，轉移0.2mol e^－，所以消耗CO  0.1mol或0.1mol H₂或CO和H₂的混合氣體0.1mol。故C正確。a電極是負極，發生氧化反應。b電極是正極，得到電子，發生還原反應。故D錯誤。