阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,电池所产生的水可作为饮用水,

（1）氢氧燃料碱性电池中，负极上燃料失电子和氢氧根离子反应生成水，负极反应为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-，故答案为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O； O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-；
（2）氢氧燃料酸性电池中，负极上燃料失电子生成氢离子，电极反应式为H₂-2e^-=2H⁺，故答案为：H₂-2e^-=2H⁺；
（3）甲烷燃料碱性电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=7H₂O+CO₃^2-，
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=7H₂O+CO₃^2-；
（4）①电解NaCl溶液时阴极上氢离子得电子，阳极上氯离子失电子，则电极方程式为：2NaCl+2H₂O

电解
.
H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
故答案为：2NaCl+2H₂O

电解
.
H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
②电解CuSO₄溶液时阴极上氢离子得电子，阳极上氢氧根离子失电子，则电解方程式为：2CuSO₄+2H₂O

电解
.
2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案为：2CuSO₄+2H₂O

电解
.
2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查了电极反应式书写，根据正负极上得失电子书写电极反应式，注意要结合电解质溶液酸碱性书写，注意：酸性电解质溶液中不能氢氧根离子、碱性电解质溶液中不能生成氢离子，为易错点．

（1）该装置是甲烷燃料碱性电池，通入甲烷的电极a是负极，则b是正极，负极上电极反应式为 CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，正极上电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；原电池放电时，b电极上生成氢氧根离子，导致b电极附近的OH^-浓度增大，
故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；b；a； 增大；
（2）装置工作10min中内，b电极通入标况下的O₂5.6L，电路中电子转移的物质的量=
5.6L
22.4L/mol×4=1mol，10min中内，消耗5.6L氧气，则1小时内消耗33.6L氧气，该反应的电池反应式为CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，根据电池反应式知，消耗KOH的质量=

33.6L
22.4L/mol
2×2×56g/mol=84g，
故答案为：1 mol；84．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查了原电池原理及物质的量的计算，根据物质得失电子确定正负极，再根据电解质溶液酸碱性书写电极反应式，根据反应中各个物理量之间的关系式进行计算，题目难度不大．

（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），正极电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：负；正；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）酸性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子生成氢离子，电极方程式为H₂-2e^-=2H⁺，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，正极电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，氢氧燃料电池的总反应为2H₂+O₂=2H₂O，
故答案为：H₂-2e^-=2H⁺；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；2H₂+O₂=2H₂O．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查了原电池原理，涉及电极反应式的书写，根据正负极上得失电子再结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，电解质溶液酸碱性不同，其电极反应式不同，为易错点．

A．该电池中燃料不燃烧，是直接将化学能转化为电能，所以不能发出蓝色火焰，故A错误；
B．通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，故B错误；
C．放电时反应过程中生成水，但反应保持在较高温度，使H₂O蒸发，所以KOH浓度不变，则溶液的pH不变，故C错误；
D．负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以负极：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故D正确；
故选D．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查燃料电池，明确正负极上发生的反应是解本题关键，会正确书写电极反应式，要结合电解质溶液酸碱性书写，易错选项是C．

（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），正极电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案为：负；正；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）航天员的生活用水可以由A装置提供，已知这种电池生成350g水时能发电1度（约3600kJ），2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ•mol^-1 ；理论上生成350g水依据热化学方程式计算为，[350g×572KJ/mol/36g/mol]=5561KJ，
能量的转化效率=[3600KJ/5561KJ]×100%=64.7%，
答：能量转化率为64.7%；
（3）灯泡发光0.5h所需电量为，1.5×10^-3kW×0.5h=7.5×10^-4度，相当于7.5×10^-4×3600KJ=2.7KJ，据反应2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）+572kJ，所需氢气物质的量为：[2×2.7/572]=0.009mol，0.009mol×22.4L/mol=0.202L，
答：消耗标准状况下的H₂0.202L；
（4）图中H₂换成CH₄时所构成的甲烷燃料电池中，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾和水，所以电池的反应的离子方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O
其中正极上是氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；电池总反应的离子方程式减去正极电极反应×2，得到负极电极反应：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

点评：
本题考点： 化学电源新型电池．

考点点评： 本题考查了原电池的工作原理的应用，电极名称，电极判断，电极反应，电池反应，熟练掌握原电池的基本知识，分清化合价变化判断氧化反应、还原反应、电子守恒是解题关键．

解；A．联氨中N元素的化合价由-2价升高到0，则为还原剂，故A错误；
B．由N元素的化合价由-2价升高到0，N元素的化合价由+4降低到0，则氧化剂和还原剂反应后都生成氮气，氧化产物和还原产物质量之比为4：2=2：1，故B错误；
C．单质与化合物反应生成单质与化合物的反应为置换反应，而该反应的反应物中没有单质，则不属于置换反应，故C错误；
D．联氨中N元素的化合价由-2价升高到0，则为还原剂，故D正确；
故选D．

点评：
本题考点： 氧化还原反应；氧化还原反应的计算．

考点点评： 本题考查氧化还原反应，明确化合价的分析是解答本题的关键，熟悉常见物质中元素的化合价及氧化还原反应中的基本概念即可解答，难度不大．

（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），正极电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案为：负；正；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）图中H₂换成CH₄时所构成的甲烷燃料电池中，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾和水，所以电池的反应的离子方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O
其中正极上是氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；电池总反应的离子方程式减去正极电极反应×2，得到负极电极反应：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O、CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O；

点评：
本题考点： 化学电源新型电池．

考点点评： 本题考查了原电池的工作原理的应用，电极名称，电极判断，电极反应，电池反应，熟练掌握原电池的基本知识，分清化合价变化判断氧化反应、还原反应、电子守恒是解题关键．

（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极a为电源的负极，通入氧气的一极b为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），电极附近溶液PH降低；正极电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：负；降低；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）电池内总的反应方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，依据元素化合价变化得到，甲烷失去电子发生氧化反应，氧气得到电子发生还原反应，a电极是失电子发生氧化反应做负极，正极电极反应为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；总电池反应减去正极电极反应乘以2，得到负极电极反应为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；原电池中阴离子移向负极，碳酸根离子移向负极a；
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；a；

点评：
本题考点： 化学电源新型电池．

考点点评： 本题考查了原电池工作原理的应用，电极判断，电极反应是解题关键，题目难度中等．

A．该电池中燃料不燃烧，是直接将化学能转化为电能，所以不能发出蓝色火焰，故A错误；
B．通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，故B错误；
C．放电时反应过程中生成水，但反应保持在较高温度，使H₂O蒸发，所以KOH浓度不变，则溶液的pH不变，故C错误；
D．负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以负极：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故D正确；
故选D．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查燃料电池，明确正负极上发生的反应是解本题关键，会正确书写电极反应式，要结合电解质溶液酸碱性书写，易错选项是C．

根据电极反应得失电子知，负极上燃料失电子发生还原反应，电极反应为2H₂+4OH^--4e^-→4H₂O，所以负极反应的物质是H₂、KOH，正极上通入的物质是O₂，得失电子相等的条件下，正负极电极反应相加即得电池反应式，所以电池反应式为2H₂+O₂═2H₂O，
故答案为：H₂、KOH；氧化；2H₂+O₂═2H₂O．

点评：
本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查了燃料电池，根据得失电子确定正负极，明确正负极上发生反应类型，知道电极反应式与电池反应式的关系，题目难度不大．