2023屆增分小專題-《電化學(xué)轉(zhuǎn)化效率問題的解答策略》(學(xué)生版)

2023屆增分小專題：電化學(xué)轉(zhuǎn)化效率問題的解答策略知識(shí)梳理裝置、過程和效率是電化學(xué)研究的三駕馬車，作為電化學(xué)重要組成的效率問題，教材中出現(xiàn)了比能量和比功率的定義，但很少引起關(guān)注，思則有備，有備無患，及時(shí)修復(fù)知識(shí)體系的漏洞，避免失分是非常重要的。一、理清法拉第常數(shù)與阿伏加德羅常數(shù)的關(guān)系電化學(xué)中傳遞電子的數(shù)量是計(jì)算的核心，宏觀測(cè)量的電流強(qiáng)度和時(shí)間，通過法拉第常數(shù)或阿伏加德羅常數(shù)都能獲得電子的物質(zhì)的量。1個(gè)電子電量是1.6×10－19C,1mol電子數(shù)約為6.02×1023,1mol電子所帶電量的絕對(duì)值即F＝6.02×1023mol－1×1.6×10－19C＝96320C/mol，試題中經(jīng)常提供的數(shù)值為F＝96500C/mol。電源或電池提供電量Q＝I·t(注意單位：電流強(qiáng)度為A，時(shí)間為s)，n(e－)＝eq\f(I·t,F)。若試題中沒有提供法拉第常數(shù)，可以將電量除以1個(gè)電子所帶的電量得到電子個(gè)數(shù)，再除以阿伏加德羅常數(shù)得到電子物質(zhì)的量，即n(e－)＝eq\f(I·t,1.6×10－19C×6.02×1023mol－1)。例1：以石墨為電極，用電流強(qiáng)度為I(安培)的直流電電解足量RCly的水溶液，tmin后，精確測(cè)得電極上析出ng金屬R，設(shè)金屬R的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，則阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算式可表示為(每個(gè)電子電量：1.6×10－19C)()A．NA＝eq\f(MIt,2n×1.6×10－19)B．NA＝eq\f(60tIM,n×1.6×10－19)C．NA＝eq\f(60tIM,yn×1.6×10－19)D．NA＝eq\f(MIt,yn×1.6×10－19)二、利用題中新定義信息逆向求解1．比能量：電池單位質(zhì)量或單位體積所輸出電能的多少[單位：(W·h)/kg或(W·h)/L]。單位質(zhì)量或單位體積指表達(dá)式中質(zhì)量或體積處在分母位置，從單位看是kg或L。電池理論產(chǎn)生的電能處在表達(dá)式的分子位置，計(jì)算公式W＝U·I·t＝U·Q＝P·t，其中W是電功，單位為焦耳(J)；U是電壓，單位為伏特(V)；I是電流，單位為安培(A)；t是時(shí)間，單位為秒(s)；Q是電量，單位為庫(kù)侖(C)；P是功率，單位為瓦(W)，1kW·h＝3.6×106J。2．比功率：電池單位質(zhì)量或單位體積所輸出功率的大小(單位：W/kg或W/L)，P＝UI。3．電流利用效率＝eq\f(負(fù)載利用電量,電池輸出電量)×100%，負(fù)載利用電量是通過電解計(jì)算出轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，電池輸出電量是電流表和鐘表測(cè)定值Q＝I·t，再通過法拉第常數(shù)將Q轉(zhuǎn)化為電子物質(zhì)的量。例2：二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93kW·h·kg－1)。電解質(zhì)為酸性，該電池的理論輸出電壓為1.20V，則能量密度E＝？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(列式計(jì)算。能量密度＝eq\f(電池輸出電能,燃料質(zhì)量)，已知F＝96500C/mol1kW·h＝3.6×106J)。三、物質(zhì)與能量?jī)纱蠼嵌阮}型歸納訓(xùn)練化學(xué)變化過程同時(shí)存在著物質(zhì)和能量變化，同時(shí)遵守質(zhì)量守恒和能量守恒。原電池和電解池電極反應(yīng)式直接計(jì)算屬于理想狀態(tài)，不考慮效率問題，若用實(shí)際析出物質(zhì)數(shù)據(jù)計(jì)算，因存在其他副反應(yīng)，要考慮電流效率問題。1．理論物質(zhì)消耗和析出的相關(guān)計(jì)算例3：酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、二氧化錳、氯化鋅和氯化銨等組成的糊狀填充物。該電池在放電過程中產(chǎn)生MnO(OH)，維持電流強(qiáng)度為0.5A，電池工作5min，理論消耗Zn________________g。(已知F＝96500C/mol)2．能量轉(zhuǎn)化效率的相關(guān)計(jì)算例4：若用放電電流強(qiáng)度I＝2.0A的電池工作10min，電解精煉銅得到銅0.32g，則電流利用效率為__________(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。(已知：F＝96500C/mol，電流利用效率＝eq\f(負(fù)載利用電量,電池輸出電量)×100%)電極反應(yīng)式或總反應(yīng)式書寫與新素材命題01原電池電極反應(yīng)式或總反應(yīng)式的書寫1.鐵鎳電池(負(fù)極為Fe，正極為NiO2，電解液為KOH溶液)已知：Fe＋NiO2＋2H2Oeq\o(,\s\up8(放電),\s\do8(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2則：負(fù)極：_______________________________________________________；正極：_______________________________________________________；陰極：_______________________________________________________；陽(yáng)極：_______________________________________________________。2．LiFePO4電池(正極為L(zhǎng)iFePO4，負(fù)極為L(zhǎng)i，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì))已知：FePO4＋Lieq\o(,\s\up8(放電),\s\do8(充電))LiFePO4則負(fù)極：_________________________________________________________；正極：_________________________________________________________；陰極：_________________________________________________________；陽(yáng)極：_________________________________________________________。3．高鐵電池(負(fù)極為Zn，正極為石墨，電解質(zhì)為浸濕的固態(tài)堿性物質(zhì))已知：3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(,\s\up8(放電),\s\do8(充電))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，則：負(fù)極：__________________________________________________________；正極：__________________________________________________________；陰極：__________________________________________________________；陽(yáng)極：__________________________________________________________。4．氫氧燃料電池(1)電解質(zhì)是KOH溶液(堿性電解質(zhì))負(fù)極：______________________________________________________________；正極：______________________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________________。(2)電解質(zhì)是H2SO4溶液(酸性電解質(zhì))負(fù)極：______________________________________________________________；正極：______________________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________________。(3)電解質(zhì)是NaCl溶液(中性電解質(zhì))負(fù)極：______________________________________________________________；正極：______________________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________________。5．甲烷燃料電池(鉑為兩極，正極通入O2和CO2，負(fù)極通入甲烷，電解液有三種)(1)電解質(zhì)是熔融碳酸鹽(K2CO3或Na2CO3)正極：_____________________________________________________________；負(fù)極：_____________________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________________。(2)酸性電解質(zhì)(電解液為H2SO4溶液)正極：______________________________________________________________；負(fù)極：______________________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________________。(3)堿性電解質(zhì)(電解液為KOH溶液)正極：______________________________________________________________；負(fù)極：______________________________________________________________；總反應(yīng)式：__________________________________________________________。6．甲醇燃料電池(1)堿性電解質(zhì)(鉑為兩極，電解液為KOH溶液)正極：_____________________________________________________________；負(fù)極：_____________________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________________。(2)酸性電解質(zhì)(鉑為兩極，電解液為H2SO4溶液)正極：_____________________________________________________________；負(fù)極：_____________________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________________。7．CO燃料電池(總反應(yīng)方程式均為2CO＋O2=2CO2)(1)熔融鹽(鉑為兩極，Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽做電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為正極助燃?xì)?正極：_____________________________________________________________；負(fù)極：_____________________________________________________________。(2)酸性電解質(zhì)(鉑為兩極，電解液為H2SO4溶液)正極：____________________________________________________________；負(fù)極：____________________________________________________________。02電解池電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫1.用惰性電極電解下列溶液(1)NaCl溶液陰極：_______________________________________________________________；陽(yáng)極：_______________________________________________________________；總反應(yīng)式：___________________________________________________________。(2)CuSO4溶液陰極：_____________________________________________________________；陽(yáng)極：_____________________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________________。2．用惰性電極電解下列熔融態(tài)物質(zhì)(1)MgCl2陽(yáng)極：_____________________________________________________________；陰極：_____________________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________________。(2)Al2O3陽(yáng)極：_____________________________________________________________；陰極：_____________________________________________________________；總反應(yīng)式：_________________________________________________________。3．用銅做電極電解下列溶液(1)H2SO4溶液陰極：_______________________________________________________________；陽(yáng)極：_______________________________________________________________；總反應(yīng)式：___________________________________________________________。(2)NaOH溶液陰極：_______________________________________________________________；陽(yáng)極：_______________________________________________________________；總反應(yīng)式：___________________________________________________________。4．用Al做電極電解下列溶液(1)H2SO4溶液陰極：_______________________________________________________________；陽(yáng)極：_______________________________________________________________；總反應(yīng)式：___________________________________________________________。(2)NaOH溶液陰極：_______________________________________________________________；陽(yáng)極：_______________________________________________________________；總反應(yīng)式：___________________________________________________________。03新素材命題[命題新素材]材料一氫脆是金屬腐蝕的一種類型。金屬材料特別是鈦材一旦吸氫，就會(huì)析出脆性氫化物，使機(jī)械強(qiáng)度劣化。在腐蝕介質(zhì)中，金屬因腐蝕反應(yīng)析出的氫及制造過程中吸收的氫，是金屬中氫的主要來源。金屬的表面狀態(tài)對(duì)吸氫有明顯的影響，研究表明，鈦材的研磨表面吸氫量最多，其次為原始表面，而真空退火和酸洗表面最難吸氫。鈦材在大氣中氧化處理能有效防止吸氫。[設(shè)題新角度]問題1.閱讀材料分析，金屬鈦在酸性介質(zhì)還是堿性介質(zhì)中更易發(fā)生氫脆？(素養(yǎng)角度——宏觀辨識(shí)與微觀探析)問題2.怎樣防止金屬鈦發(fā)生氫脆腐蝕？(素養(yǎng)角度——宏觀辨識(shí)與微觀探析)問題1提示：酸性介質(zhì)。問題2提示：鈦材在大氣中氧化處理能有效防止吸氫。[命題新素材]材料二目前電解除磷裝置多采用鐵板或鋁板作為電極，電極板浸沒在水中，陽(yáng)極在直流電源作用下電解產(chǎn)生Fe2＋或Al3＋，F(xiàn)e2＋可進(jìn)一步被氧化生成Fe3＋，這些離子能與污水中的POeq\o\al(3－,4)反應(yīng)生成不溶性化合物，可通過固液分離被去除。此外，在不同pH條件下，部分金屬離子會(huì)與污水中的OH－生成鐵或鋁的羥基化合物及沉淀物，污水中的POeq\o\al(3－,4)會(huì)吸附在這些沉淀物的表面并隨其一起被去除。同時(shí)，陰極生成的H2在污水中會(huì)產(chǎn)生氣浮現(xiàn)象，使污水中的顆粒物漂浮到表面而得以去除。目前國(guó)內(nèi)已有不少關(guān)于電解除磷裝置的研究，但由于其短時(shí)間內(nèi)處理的污水量有限及存在的其他一些技術(shù)問題限制了其在生活污水處理裝置末端上的連續(xù)應(yīng)用。[設(shè)題新角度]問題1.根據(jù)材料分析電解除磷時(shí)為什么將鋁板或鐵板作陽(yáng)極？(素養(yǎng)角度——宏觀辨識(shí)與微觀探析)問題2.用鐵作電極，利用如圖所示裝置除去含CN－、Cl－廢水中的CN－時(shí)，控制溶液pH為9～10，CN－與陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO－反應(yīng)生成無污染的氣體。思考在該裝置中鐵應(yīng)該做什么電極？(素養(yǎng)角度——證據(jù)推理與模型認(rèn)知)問題3.根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析，電解法除去廢水中的磷元素，可能會(huì)面臨哪些技術(shù)難題？(素養(yǎng)角度——科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))問題1提示：陽(yáng)極在直流電源作用下電解產(chǎn)生Fe2＋或Al3＋，提供能與磷酸根結(jié)合生成沉淀的陽(yáng)離子。問題2提示：陽(yáng)極產(chǎn)生ClO－，發(fā)生的反應(yīng)為Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O，所以陽(yáng)極一定是石墨電極，鐵電極作陰極。問題3提示：金屬陽(yáng)極易發(fā)生鈍化現(xiàn)象，導(dǎo)致通過穩(wěn)壓電解系統(tǒng)的電流逐漸減小，進(jìn)而影響電解除磷的效率；電解反應(yīng)后的出水無法達(dá)到色度指標(biāo)：一方面，電解過程中溶出較多Fe3＋，會(huì)使水體呈現(xiàn)黃棕色甚至棕紅色；另一方面，F(xiàn)e2＋與水中成色物質(zhì)形成難以絮凝沉降的有機(jī)鐵化合物，使原水變色。

題組強(qiáng)化訓(xùn)練1.(2022年北京卷節(jié)選)煤中硫的存在形態(tài)分為有機(jī)硫和無機(jī)硫(CaSO4、硫化物及微量單質(zhì)硫等)。庫(kù)侖滴定法是常用的快速檢測(cè)煤中全硫含量的方法，其主要過程如下圖所示。已知：在催化劑作用下，煤在管式爐中燃燒，出口氣體中主要含O2、CO2、H2O、N2、SO2。(1)煤樣需研磨成細(xì)小粉末，目的是。(2)高溫下，煤中的CaSO4完全轉(zhuǎn)化為SO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)通過干燥裝置后，待測(cè)氣體進(jìn)入庫(kù)侖測(cè)硫儀進(jìn)行測(cè)定。已知：庫(kù)侖測(cè)硫儀中電解原理示意圖如下。檢測(cè)前，電解質(zhì)溶液中c(I3-)/c(I-)保持定值時(shí)，電解池不工作。待測(cè)氣體進(jìn)入電解池后，SO2溶解并將I3-還原，測(cè)硫儀便立即自動(dòng)進(jìn)行電解到c(I3-)/c(I-)又回到原定值，測(cè)定結(jié)束。通過測(cè)定電解消耗的電量可以求得煤中含硫量。①SO2在電解池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。②測(cè)硫儀工作時(shí)電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式為。(4)煤樣為ag，電解消耗的電量為x庫(kù)侖。煤樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。已知：電解中轉(zhuǎn)移1mol電子所消耗的電量為96500庫(kù)侖。(5)條件控制和誤差分析。①測(cè)定過程中，需要控制電解質(zhì)溶液的pH。當(dāng)pH＜1時(shí)，非電解生成的I3-使測(cè)得的全硫含量偏小，生成Ieq\o\al(－,3)的離子方程式為。②管式爐中煤樣燃燒時(shí)會(huì)有少量SO3產(chǎn)生，使測(cè)得的全硫含量___________（填“偏大”或“偏小”），該測(cè)量結(jié)果可進(jìn)行校正。2．甲醇直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)。(已知二甲醚直接燃料電池能量密度E＝8.39kW·h·kg－1)。(1)若電解質(zhì)為酸性，甲醇直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為____________________________；(2)該電池的理論輸出電壓為1.20V，列式計(jì)算能量密度E＝？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(能量密度＝電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW·h＝3.6×106J，一個(gè)電子的電量＝1.6×10－19C)。3．儲(chǔ)氫可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：(g)eq\o(,\s\up7(FeSO4/Al2O3),\s\do7(高溫))(g)＋3H2(g)，一定條件下，如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫(忽略其他有機(jī)物)。該儲(chǔ)氫裝置的電流效率η＝__________________________________(η＝eq\f(生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù),轉(zhuǎn)移的電子總數(shù))×100%，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。4．有一個(gè)鉛蓄電池最初有100gPb和100gPbO2，加入過量的硫酸，發(fā)生如下反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。理論上，一個(gè)電池可以放電到其中一個(gè)電極完全耗盡為止。假如不再充電，電池工作到反應(yīng)完全，若該電池放電電流為1.00A。通過計(jì)算求：(1)正、負(fù)極的電極材料中，哪個(gè)電極先消耗完。(2)理論上該電池放電最長(zhǎng)時(shí)間是多少小時(shí)？(已知F＝96500C/mol)5．在宇宙飛船和其他航天器上經(jīng)常使用的氫氧燃料電池是一種新型電源，其構(gòu)造如圖所示：a、b兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入，并在電極表面發(fā)生反應(yīng)而放電。(1)a電極是電源的________極；(2)若該電池為航天員提供了360kg的水，則電路中通過了________mol電子。(3)已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol－1，則該燃料電池工作產(chǎn)生36gH2O時(shí)，實(shí)際上產(chǎn)生了468.8kJ的電能，則該燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率是________。(準(zhǔn)確到0.01)(能量轉(zhuǎn)化率是實(shí)際上釋放的電能和理論上反應(yīng)放出的熱能的比率)6．按要求回答下列問題(1)用如圖1裝置電解含CO2的某酸性廢水溶液，陰極產(chǎn)物中含有乙烯。該分離膜為________(填“陽(yáng)”或“陰”)離子選擇性交換膜；生成乙烯的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________________________________。(2)從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備K2FeO4較好的方法為電解法，其裝置如圖2，電解過程中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________________。(3)有人研究了用電化學(xué)方法把CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH，其原理如圖3所示：則圖中A電極接電源________極。已知B電極為惰性電極，則在水溶液中，該極的電極反應(yīng)為_____________________________________________________________________________。(4)以連二亞硫酸鹽(S2Oeq\o\al(2－,4))為還原劑脫除煙氣中的NO，并通過電解再生，裝置如圖4。陰極的電極反應(yīng)式為_____________________________________，電解槽中的隔膜為________(填“陽(yáng)”或“陰”)離子交換膜。(5)甲醛超標(biāo)會(huì)危害人體健康，需對(duì)甲醛進(jìn)行含量檢測(cè)及污染處理。某甲醛氣體傳感器的工作原理如圖5所示，b極的電極反應(yīng)式為_______________________________________，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4×10－4mol電子時(shí)，傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的甲醛(HCHO)為________mg。(6)氨氣與氧氣在催化劑條件下會(huì)生成大氣污染物NO，下圖是間接電化學(xué)法除NO，其原理如圖6所示。寫出陰極的電極反應(yīng)式(陰極室溶液呈酸性)：__________________；吸收池中除去NO的離子方程式為_________________________________________________________。7．如圖所示，通電5min后，電極5的質(zhì)量增加2.16g，請(qǐng)回答下列問題：(1)a為電源的________(填“正”或“負(fù)”)極，C池是______________池。A池陽(yáng)極的電極反應(yīng)為____________，C池陰極的電極反應(yīng)為____________。(2)如果B池中共收集到224mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)且溶液體積為200mL(設(shè)電解過程中溶液體積不變)，則通電前溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為________。(3)如果A池溶液是200mL足量的食鹽水(電解過程溶液體積不變)，則通電后，溶液的pH為______________。8．(2021年1月八省聯(lián)考河北)我國(guó)科學(xué)家最近發(fā)明了一種Zn－PbO2電池，電解質(zhì)為K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b兩種離子交換膜隔開，形成A、B、C三個(gè)電解質(zhì)溶液區(qū)域，結(jié)構(gòu)示意圖如下：回答下列問題：(1)電池中，Zn為________極，B區(qū)域的電解質(zhì)為________(填“K2SO4”“H2SO4”或“KOH”)。(2)電池反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________。(3)陽(yáng)離子交換膜為圖中的________膜(填“a”或“b”)。(4)此電池中，消耗6.5gZn，理論上可產(chǎn)生的容量(電量)為________毫安時(shí)(mAh)(1mol電子的電量為1F，F(xiàn)＝96500C·mol－1，結(jié)果保留整數(shù))。(5)已知E為電池電動(dòng)勢(shì)(電池電動(dòng)勢(shì)即電池的理論電壓，是兩個(gè)電極電位之差，E＝E(＋)－E(－))，ΔG為電池反應(yīng)的自由能變，則該電池與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比較，_____；________(填“>”或“<”)。(6)Zn是一種重要的金屬材料，工業(yè)上一般先將ZnS氧化，再采用熱還原或者電解法制備。利用H2還原ZnS也可得到Zn，其反應(yīng)式如下：ZnS(s)＋H2(g)eq\o(========,\s\up7(催化劑),\s\do7(高溫))Zn(s)＋H2S(g)727℃時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝2.24×10－6。此溫度下，在盛有ZnS的剛性容器內(nèi)通入壓強(qiáng)為1.01×105Pa的H2，達(dá)平衡時(shí)H2S的分壓為________Pa(結(jié)果保留兩位小數(shù))。9．(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示：①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的電極反應(yīng)式是______________________________。②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是______________。(2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。①放電過程中，Li＋向________(填“負(fù)極”或“正極”)移動(dòng)。②負(fù)極反應(yīng)式為__________________________________。③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成________gPb。(3)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。①a電極的電極反應(yīng)式是_______________________________________________________；②一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請(qǐng)依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因是_________________。10．按要求回答下列問題(1)有人研究了用電化學(xué)方法把CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH，其原理如圖1所示：則圖中A電極接電源________極。已知B電極為惰性電極，則在水溶液中，該極的電極反應(yīng)式為___________________________________________________________________________。(2)以連二亞硫酸鹽(S2Oeq\o\al(2－,4))為還原劑脫除煙氣中的NO，并通過電解再生，裝置如圖2所示。陰極的電極反應(yīng)式為_____________________________，電解槽中的隔膜為____________(填“陽(yáng)”或“陰”)離子交換膜。(3)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如圖3。①寫出陰極CO2還原為HCOO－的電極反應(yīng)式：___________________________________。②電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是____________________。(4)甲醛超標(biāo)會(huì)危害人體健康，需對(duì)甲醛進(jìn)行含量檢測(cè)及污染處理。某甲醛氣體傳感器的工作原理如圖4所示，b極的電極反應(yīng)式為_____________________，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4×10－4mol電子時(shí)，傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的甲醛(HCHO)為________mg。11．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。圖1(1)如圖1為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，導(dǎo)線中通過________mol電子。(2)