化学
2015年CES消费电子展开幕前夕，丰田汽车公司宣布将会开放氢燃料电池技术专利的使用权，并正式发布量产型氢燃料电池轿车Mirai．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图3为电池示意图，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．（1）该电池的负极反应式为（2）氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术．有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气．光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一．图1为光伏并网发电装置，图2为电解尿素[CO（NH2）2]（C为+4

2019-04-20

2015年CES消费电子展开幕前夕，丰田汽车公司宣布将会开放氢燃料电池技术专利的使用权，并正式发布量产型氢燃料电池轿车Mirai．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图3为电池示意图，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．作业帮
（1）该电池的负极反应式为___
（2）氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术．有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气．光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一．图1为光伏并网发电装置，图2为电解尿素[CO（NH2）2]（C为+4价）的碱性溶液制氢的装置示意图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）．
①图1中N型半导体为___（“正极”或“负极”）
②该系统工作时，A极的电极反应式为___
③若A极产生7.00g N2，则此时B极产生___L H2（标况下）．
优质解答
（1）该电池的负极是氢气在碱性条件下发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
（2）①该电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极，故答案为：负极；
②A极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：CO（NH2）2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O，故答案为：CO（NH2）2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O；
③若A极产生7.00g N2，氮气的物质的量为：
7g
28g/mol
=0.25mol，转移电子的物质的量为：0.25mol×6=1.5mol，所以生成氢气的物质的量为：
1.5
2
mol=0.75mol，则体积为：0.75mol×22.4L/mol=16.8L，故答案为：16.8． （1）该电池的负极是氢气在碱性条件下发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
（2）①该电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极，故答案为：负极；
②A极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：CO（NH2）2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O，故答案为：CO（NH2）2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O；
③若A极产生7.00g N2，氮气的物质的量为：
7g
28g/mol
=0.25mol，转移电子的物质的量为：0.25mol×6=1.5mol，所以生成氢气的物质的量为：
1.5
2
mol=0.75mol，则体积为：0.75mol×22.4L/mol=16.8L，故答案为：16.8．
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