Question

15．硼氢化钠（NaBH₄）是有机合成中的重要还原剂，最新研究发现，以NaBH₄和H₂O₂为原料，NaOH溶液作电解质溶液，可以设计成全液流电池，其工作原理如图所示，假设电池工作前左右两槽溶液的体积各为1L，回答下列问题：
（1）电极a上发生的电极反应式为BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．
（2）电池工作时，Na⁺向的移动方向是从a极区移向b极区，常温下当左槽产生0.0125mol BO₂^-离子时，右槽NaOH溶液pH=13．

Answer 1

分析 以硼氢化合物NaBH₄（B元素的化合价为+3价）和H₂O₂作原料的燃料电池，电解质溶液呈碱性，由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极反应式为BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正极H₂O₂发生还原反应，得到电子被还原生成OH^-，电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-，结合原电池的工作原理和电子守恒以及pH的计算来解答．

解答 解：（1）根据图示内容，正极bH₂O₂发生还原反应，得到电子被还原生成OH^-，电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-，负极a发生氧化反应，电极反应式为BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，故答案为：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；
（2）原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na⁺从a极区移向b极区，根据电极反应：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，当左槽产生0.0125mol BO₂^-离子时，转移电子是0.1mol，此时根据正极上电极反应H₂O₂+2e^-=2OH^-，则生成氢氧根离子的物质的量是0.1mol，则氢氧根离子浓度是0.1mol/L，所以pH=13，
故答案为：从a极区移向b极区；13．

点评 本题考查原电池工作原理，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写．