Question

5．某固體燃料電池以CaHSO₄固體為電解質(zhì)傳遞H⁺，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，電池總反應(yīng)可表示為：2H₂+O₂=2H₂O，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（　　）

• A． 電池工作時(shí)，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能
• B． b極上的電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O
• C． 每轉(zhuǎn)移0.4mol電子，生成3.6g水
• D． H⁺由b極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到a極

Answer 1

分析 根據(jù)電池總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時(shí)，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)中陽離子向正極移動(dòng)，即H⁺由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：根據(jù)電池總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為H₂-2e^-=2H⁺；通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時(shí)，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)中陽離子向正極移動(dòng)，即H⁺由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水．
A．該裝置為燃料電池，原電池工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，故A正確；
B．該電池為酸性電池，所以正極電極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故B正確；
C．每轉(zhuǎn)移0.4 mol電子，生成0.2mol水，質(zhì)量為：0.2mol×18g/mol=3.6g，故C正確；
D．原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，所以H⁺由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極，故D錯(cuò)誤；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池工作原理，高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，側(cè)重考查學(xué)生靈活運(yùn)用原電池原理解決實(shí)際問題的能力，學(xué)習(xí)中要明確原電池電子以及離子的定向移動(dòng)問題，要能正確判斷原電池的正負(fù)極，以及電極反應(yīng)式的書寫等問題．