Question

熔融碳酸鹽燃料電池是以熔融的碳酸鹽為電解質(zhì)的燃料電池，其工作原理如圖所示：
（1）電極b是該燃料電池的

 

極．
（2）若以氫氣為燃料，則A是（填化學(xué)式）

 

，Y是（填化學(xué)式）

 

；CO₃^2-的移動方向是移向

 

（填“電極a”或“電極b”）；電極b的電極反應(yīng)是

 

．
（3）若以一氧化碳為燃料，則反應(yīng)非常慢，可通過反應(yīng)CO+H₂O=CO₂+H₂，使一氧化碳轉(zhuǎn)化為氫氣再進(jìn)一步反應(yīng)．
已知25℃時，C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-394kJ/mol
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-111kJ/mol
則25℃時，CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）的反應(yīng)熱△H=

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）在燃料電池中，電子由負(fù)極流向正極；
（2）在燃料電池中，燃料做負(fù)極，氧氣作正極；電解質(zhì)中的陰離子移向負(fù)極；
（3）①根據(jù)蓋斯定律結(jié)合已知熱化學(xué)方程式來計算反應(yīng)的焓變．

解答： 解：（1）在燃料電池中，電子由負(fù)極流行正極，根據(jù)圖示內(nèi)容：電子是從a流向b，可以知道電極b是該燃料電池的正極，故答案為：正；
（2）在燃料電池中，燃料做負(fù)極，氧氣作正極，所以若以氫氣為燃料，則A是氫氣，根據(jù)：熔融碳酸鹽燃料電池是以熔融的碳酸鹽為電解質(zhì)的燃料電池“可以知道Y是二氧化碳，在電池中，電解質(zhì)中的陰離子移向負(fù)極，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，則正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，
故答案為：H₂；CO₂；電極a；O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
（3）C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394kJ/mol；H₂O（g）=H₂（g）+

1

2

O₂（g），△H=242kJ/mol；
CO（g）=C（s）+

1

2

O₂（g），△H=111kJ/mol，
反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）可以看成是以上三個反應(yīng)的和，
所以反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-394kJ/mol+242kJ/mol+111kJ/mol=-41 kJ/mol，
故答案為：-41 kJ/mol．

點評：本題是一道綜合性題目，側(cè)重于考查原電池原理的應(yīng)用、蓋斯定律計算反應(yīng)熱，題目難度中等，側(cè)重于對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用的考查．