Question

【題目】（1）微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示：

HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)式是__。

（2）PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源，基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl—KCl受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。

①放電過程中，Li+向__(填“負(fù)極”或“正極”)移動。

②負(fù)極反應(yīng)式為__。

③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成__gPb。

（3）氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿�。氨氧燃料電池工作原理如圖所示。

①a電極的電極反應(yīng)式是__。

②一段時間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因：__。

Answer 1

【答案】HS-+4H2O-8e-=SO+9H+ 正極 Ca+2Cl--2e-=CaCl2 20.7 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 由于發(fā)生4NH3+3O2=2N2+6H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補(bǔ)充KOH

【解析】

3個問題都是原電池相關(guān)的問題，應(yīng)用原電池原理解本題即可，假如是燃料電池，通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極為正極，還原劑在原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，書寫電極反應(yīng)式時要結(jié)合電解質(zhì)，(1)中有質(zhì)子交換膜，由圖知負(fù)極上有氫離子生成、正極上有氫離子反應(yīng)，(2)是無水鹽環(huán)境，(3)在堿性電解質(zhì)溶液中，電極上不能生成H+，據(jù)此回答；

(1)由微生物燃料電池的圖可知，HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的同時，還產(chǎn)生了氫離子，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒可寫出相關(guān)的反應(yīng)式為；

故答案為：；

(2)①電池放電過程中，陽離子向正極移動，Li+向正極移動，

答案為：正極；

②由電池總反應(yīng)式可知，負(fù)極上是鈣放電，產(chǎn)物為氯化鈣，據(jù)此可知負(fù)極反應(yīng)式為：Ca+2Cl--2e-=CaCl2

答案為：Ca+2Cl--2e-=CaCl2；

③由反應(yīng)中的化合價變化可知，每生成1molPb，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，故電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成0.1molPb，質(zhì)量為0.1mol ×207g/mol=20.7g；

答案為：20.7；

(3)①由電池工作圖可知，氨氣在a電極放電，產(chǎn)生氮氣，堿性條件下，還產(chǎn)生水，故a電極的電極反應(yīng)式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；

答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；

②一段時間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH的原因是由于發(fā)生4NH3+3O2=2N2+6H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補(bǔ)充KOH；

故答案為：由于發(fā)生4NH3+3O2=2N2+6H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補(bǔ)充KOH。