Question

（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可表示为：Cd+2NiO(OH)十2H₂O2 Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂，已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均难于溶水但能溶于酸。正极的反应式是____________________，负极的反应式是_________________。

（2）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图： 电池工作时，外电路上电流的方向应从电极___（“填A或B”）流向用电器。内电路中，CO₃^2－向电极_____（“填A或B”）移动，电极A上CO参与的电极反应为______________________。

（3）将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的____极，该极的电极反应式是____________________，电池工作时的总反应的离子方程式是__________________。如果消耗甲烷160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为___________（用N_A表示），需要消耗标准状况下氧气的体积为_______L。

Answer

2NiO(OH)＋2e－＋2H2O＝2Ni(OH)2+2OH－ Cd－2e－+2OH－＝Cd(OH)2 B A CO－2e－＋CO32－＝2CO2 负 CH4＋10OH――8e－＝CO32－＋7H2O CH4＋2O2+2OH－＝CO32－＋3H2O 80NA 448

【解析】（1）由电池的总反应可知，该电池放电时，镉在负极上被氧化生成氢氧化镉、氢氧化氧镍在正极上被还原生成氢氧化镍，故正极的反应式是2NiO(OH)＋2e－＋2H2O＝2Ni(OH)2+2OH－，负极的反应式是Cd－2e－+2OH－＝Cd(OH)2。

（2）由该燃料电池原理示意图可知，燃料由电极A通入、氧气和二氧化碳由电极B通入，则A为负极、B为正极，所以，电池工作时，外电路上电流的方向应从电极B流向用电器。内电路中，CO32－向电极负极A移动，电极A上CO参与的电极反应为CO－2e－＋CO32－＝2CO2。

（3）将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的负极，该极的电极反应式是CH4＋10OH――8e－＝CO32－＋7H2O，电池工作时的总反应的离子方程式是CH4＋2O2+2OH－＝CO32－＋3H2O。160g甲烷的物质的量为10mol，根据负极的电极反应式可知，消耗10mol 甲烷要转移80mol电子，则转移电子的数目为80NA，需要消耗氧气的物质的量为80mol20mol，这些氧气在标准状况下的体积为20mol22.4L/mol=448L。