《2025年资源库高中化学人教版》

(1)氢氧燃料电池中氢气在________(填“正”或“负”)极发生反应。
(2)在允许O²⁻自由迁移的固体电解质燃料电池中,CₙH₂ₙ₊₂放电的电极反应式为________。

答案：
(1)负
(2)CₙH₂ₙ₊₂-(6n+2)e⁻+(3n+1)O²⁻=nCO₂↑+(n+1)H₂O
解析：
(1)氢氧燃料电池中，氢气在负极发生失电子的氧化反应。
(2)CₙH₂ₙ₊₂为燃料，是负极反应物，放电时失去电子，结合正极产生的O²⁻生成CO₂和H₂O，依据电荷守恒即可写出电极反应式。

以KOH溶液为离子导体,分别组成CH₃OH—O₂、N₂H₄—O₂、(CH₃)₂NNH₂—O₂清洁燃料电池。下列说法正确的是（ ）
A. 放电过程中,K⁺向负极移动
B. 放电过程中,KOH的物质的量均减小
C. 消耗等质量燃料,(CH₃)₂NNH₂—O₂燃料电池的理论放电量最大
D. 消耗1mol O₂时,理论上N₂H₄—O₂燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L

答案： C
解析：原电池中，阳离子向正极移动，A项错误；CH₃OH—O₂燃料电池中，加入CH₃OH的电极为负极，负极上CH₃OH失电子和KOH反应生成碳酸钾和水，负极反应式为CH₃OH+8OH⁻-6e⁻=CO₃²⁻+6H₂O，正极反应式为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻，根据得失电子守恒，可知消耗的OH⁻多于生成的，故KOH的物质的量减小；N₂H₄作燃料时，N₂H₄失电子被氧化生成N₂，负极反应式为N₂H₄+4OH⁻-4e⁻=N₂+4H₂O，正极反应式为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻，根据得失电子守恒，可知消耗的OH⁻等于生成的，KOH的物质的量不变，B项错误；1mol CH₃OH的质量是32g，发生氧化反应时，氧化产物是1mol K₂CO₃，转移电子数为[(+4)-(-2)]Nₐ=6Nₐ，1mol N₂H₄的质量是32g，发生氧化反应时，氧化产物是1mol N₂，转移电子数为4Nₐ，1mol (CH₃)₂NNH₂的质量是60g，发生氧化反应时，氧化产物是2mol CO₂和1mol N₂，转移电子数为(2×6+4)Nₐ=16Nₐ，消耗32g (CH₃)₂NNH₂，转移电子数为128/15Nₐ，则消耗等质量燃料，(CH₃)₂NNH₂—O₂燃料电池理论放电量最大，C项正确；根据上述分析可知消耗1mol O₂时，N₂H₄—O₂燃料电池产生1mol N₂，则标准状况下气体产物体积为22.4L，D项错误。

一种高性能的碱性硼化钒(VB₂)—空气电池如图14-1-17所示,其中在VB₂电极发生反应:VB₂+16OH⁻-11e⁻=VO₄³⁻+2B(OH)₄⁻+4H₂O。该电池工作时,下列说法错误的是（ ）
A. 负载通过0.04mol电子时,有0.224L(标准状况)O₂参与反应
B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C. 电池总反应为4VB₂+11O₂+20OH⁻+6H₂O=8B(OH)₄⁻+4VO₄³⁻
D. 电流由复合碳电极经负载、VB₂电极、KOH溶液回到复合碳电极

答案： B
解析：VB₂电极发生失电子的氧化反应，所以VB₂电极作负极，则通入空气的一极为电池的正极。正极的电极反应式为O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻，负载通过0.04mol电子时，正极有0.01mol O₂参与反应，在标准状况下体积为0.224L，A正确；正极发生的是O₂在碱性条件下得到电子生成OH⁻的还原反应，所以碱性增强，正极区溶液的pH升高，负极OH⁻参与反应使得负极区溶液的pH降低，B错误；电池总反应为正极反应和负极反应的加和，根据得失电子守恒可得电池总反应为4VB₂+11O₂+20OH⁻+6H₂O=8B(OH)₄⁻+4VO₄³⁻，C正确；该空气电池中，电流由正极（复合碳电极）通过外电路流向负极（VB₂电极），电解质溶液中通过阴、阳离子的定向移动形成电流，D正确。