Question

近年来，山东省大力发展以太阳能、风能、燃料电池为代表的新能源．如图1是某种质子交换膜燃料电池原理示意图．

Answer 1

解题思路：（1）该装置为氢氧燃料酸性电池，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水；

（2）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极；电解精炼时，粗银作阳极，纯银作阴极，若阴极有少量红棕色气体生成，说明阴极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮；

（3）电解时，阳极是活泼金属，所以阳极上铁失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，根据串联电路中转移电子相等计算．

（1）该装置为氢氧燃料酸性电池，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，原电池放电时，电解质溶液中氢离子向正极b移动，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案为：b；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；

（2）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，所以铁上镀铜时，铁作阴极，连接原电池的负极a；电解精炼时，粗银作阳极，纯银作阴极，所以粗银作阳极，若阴极有少量红棕色气体生成，说明阴极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮，电极反应式为：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，

故答案为：a；阳；2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；

（3）电解时，阳极是活泼金属，所以阳极上铁失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为，阴极生成2.24L氢气，转移电子的物质的量=[2.24L/22.4L/mol×2=0.2mol，串联电路中转移电子相等，则通入空气的体积=

0.2mol

4

1

5]×22.4L/mol=5.6L，

故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；5.6．

点评：

本题考点： 常见化学电源的种类及其工作原理．

考点点评： 本题以原电池和电解池原理为载体考查了物质的量的计算、电极反应式的书写，根据串联电路中转移电子相等计算空气的体积，注意书写电极反应式时要结合电解质溶液的酸碱性，为易错点．