Question

2010年10月上海世博会临近结束的时刻，燃料电池车成为世博会上冉冉升起的新星．燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间形式，它已用于宇宙飞船及潜艇中．

（1）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H₂+O₂═2H₂O，电解液为KOH溶液，反应保持在较高温度使H₂O蒸发．下列叙述正确的是          ．

A．此电池能发出蓝色火焰

B．H₂为正极，O₂为负极

C．工作时，电解液的pH不断减小

D．负极的电极反应为2H₂+4OH^﹣﹣4e^﹣═4H₂O，

正极的电极反应为O₂+2H₂O+4e^﹣═4OH^﹣

（2）在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水，今欲得常温下1L水，则电池内电子转移的物质的量约为         ．

（3）由美国西屋公司研制开发的固体氧化物燃料电池，以固体氧化铝﹣氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O^2﹣）在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应．

该电池a极对应的电极反应式为         ，电池总反应方程式为              ．

Answer

（1）D；

（2）1.1×102 mol；

（3）O2+4e﹣═2O2﹣；2H2+O22H2O．

【解析】（1）A．该电池中燃料不燃烧，是直接将化学能转化为电能，所以不能发出蓝色火焰，故A错误；

B．放电时反应过程中生成水，但反应保持在较高温度，使H2O蒸发，所以KOH浓度不变，则溶液的pH不变，故B错误；

C．通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，故C错误；

D．负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以负极：2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O，正极：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故D正确；

故答案为：D；

（2）1L水的质量为1000g，水的物质的量为n===mol，

负极：2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O ①

正极：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣②

①+②得：2H2+O2=2H2O～～～～转移电子

2mol 4mol

mol 1.1×102 mol

故答案为：1.1×102 mol；

（3）该电池属于固体燃料电池，以固体氧化锆﹣氧化钇为电解质，电池工作时，正极上氧气得电子生成氧离子，则正极的反应式为O2+4e﹣═2O2﹣；负极为氢气失电子发生氧化反应生成水，则负极电极方程式为：2H2﹣4e﹣+2O2﹣═2H2O，正负极反应式相加可得总反应为：2H2+O22H2O；