Question

【題目】用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水（含Cl-、Br-、Na+、Mg2+）的裝置如圖所示（a,b為石墨電極）

（1）電池工作時，正極的電極反應式為_______________，NaOH溶液試管中發生的主要反應為（用離子方程式表示）______________,電池中若消耗3.36L氣體（標準狀況）時，b電極周圍產生____mol氣體。

（2）若將該電池改為甲醇（CH3OH）燃料電池，電解質溶液為KOH，則其負極反應式為________________。

Answer 1

【答案】 O2+4H++4e-═2H2O Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O 0.1 CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O

【解析】(1)氫氧燃料電池中，正極上放電的是氧氣，在酸性電解質環境下，電極反應式為：O2+4H++4e-═2H2O；電解苦鹵水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)時，還原性：Br-＞Cl-，陽極a上溴離子首先放電生成溴，溴蒸氣與NaOH溶液反應生成溴化鈉和次溴酸鈉，反應的離子方程式為Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O，標準狀況下3.36L氣體的物質的量為=0.15mol，則反應的氫氣為0.1mol，氧氣為0.05mol，轉移0.2mol電子，b電極上氫離子放電生成氫氣，根據電子守恒，生成的氫氣為0.1mol，故答案為：O2+4H++4e-═2H2O；Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O；0.1；

(2)燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，堿性條件下，甲醇在負極生成碳酸根離子，其電極反應式為CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O，故答案為：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O。