Question

如图为氢氧燃料电池电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．请回答

如图为氢氧燃料电池电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是______，在导线中电子流动方向为______（用a、b表示）．（2）正极反应式为______（3）电极表面镀铂粉的原因为______（4）某同学想用该氢氧燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）在II中实现铁上镀铜，则b处通入的是______（填“H2”或“O2”），Cu电极上发生的电极反应式是______，当铜棒质量减少12.8g时，消耗氢气的体积（折合到标况下）______；若把II中电极均换为惰性电极，电解时总反应的化学方程式：______．（5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池．请写出该电池的正极反应式______．

Answer 1

（1）该题目中，氢氧燃料电池的工作原理属于原电池原理，是将化学能转化为电能的装置，在原电池中，电流从正极流向负极，而通入燃料氢气的电极是负极，通氧气的电极是正极，所以电子从a到b，故答案为：化学能转化为电能；从a到b；
（2）燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，通氧气的电极是正极，正极上的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）根据题目信息：“电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的 能力强，性质稳定”，可知电极表面镀铂粉的原因为增大气体的吸附面积，保证气体充分参与电极反应，故答案为：增大气体的吸附面积，保证气体充分参与电极反应．
（4）该氢氧燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）在II中实现铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与电源正极b相连，所以b极上通的是氧气，阳极Cu电极上发生的电极反应式是Cu-2e-=Cu²⁺，铜棒质量减少12.8g即0.2mol时，转移电子是0.4mol，根据燃料电池的负极反应：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，当转移0.4mol电子时，
消耗氢气0.2mol，
消耗氢气的体积（折合到标况下）是4.48L，以惰性电极为电极材料，电解时总反应的化学方程式为：CuCl₂

通电  .

Cu+Cl₂↑，
故答案为：O₂；Cu-2e-=Cu²⁺；4.48L；CuCl₂

通电  .

Cu+Cl₂↑；
（5）正极上氮气得电子和氢离子反应生成铵根离子，即电极反应为N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺，故答案为：N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺．