Question

以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点．

（1）氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L^﹣1的KOH溶液，电池反应为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．该电池负极的电极反应式为______；每消耗1.7g NH₃转移的电子数目为______．

（2）用氨燃料电池电解CuSO₄溶液，如图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为______；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为_______L．

（3）纳米级氧化亚铜（Cu₂O）是一种重要光电材料．现用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质制备纳米级氧化亚铜（Cu₂O），电解反应为2Cu+H₂OCu₂O+H₂↑铜棒上发生的电极反应式为__．

Answer

2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O 0.3NA； 4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O 1.12 2Cu﹣2e﹣+H2O=Cu2O+2H+

【解析】

(1)氨燃料电池电解质溶液为KOH，正极：氧气得电子与水反应生成氢氧根离子；负极：氨失电子与氢氧根离子反应生成氮气和水；

(2) 电解CuSO4溶液，A、B均为铂电极，则阴极：铜离子得电子生成单质铜；阳极水失电子生成氧气和氢离子；已知A电极上有红色固体析出，则A电极为阳极，B电极为阴极；

(3)根据方程式及电极产物，Cu失电子，与水反应生成氧化亚铜和氢离子，另一电极为氢离子得电子生成氢气。

(1)氨燃料电池电解质溶液为KOH，负极的电极反应为2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O；根据电解反应式，每消耗1.7g氨，即0.1mol转移0.3mol电子，即0.3NA；

(2)已知A电极上有红色固体析出，铜离子得电子，作阴极，则A电极为阳极，B电极为阴极，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O；加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，即加入CuO的物质的量为0.1mol，生成的单质铜的物质的量为0.1mol，转移0.2mol电子，则生成0.05mol氧气，其标况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L；

(3)根据方程式及电极产物，Cu失电子，与水反应生成氧化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu﹣2e﹣+H2O=Cu2O+2H+。