Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用H₂（g）、O₂（g）、KOH（aq）設(shè)計(jì)成電池裝置．
（1）請(qǐng)寫出該氫氧燃料電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

；
（2）若用該燃料電池電解500mL飽和食鹽水，已知a、b兩極為惰性電極，b電極的電極反應(yīng)式為

 

．請(qǐng)寫出電解池總的離子方程式為

 

．電解一段時(shí)間后，a電極共集到氣體560ml（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則所得溶液的pH=

 

（不考慮氣體的溶解及電解前后溶液體積的變化．NaCl沒(méi)有完全反應(yīng)）

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）用H₂（g）、O₂（g）、KOH（aq）形成原電池，負(fù)極通入氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）電解飽和食鹽水陽(yáng)極是氯離子失電子生成氯氣，陰極是氫離子得到電子生成氫氣；依據(jù)電解原理分析，書(shū)寫電池反應(yīng)，依據(jù)生成的氣體體積．計(jì)算氫氧根離子濃度，結(jié)合離子積常數(shù)計(jì)算氫離子濃度計(jì)算溶液pH．

解答： 解：（1）用H₂（g）、O₂（g）、KOH（aq）形成原電池，負(fù)極通入氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H₂+2e^-+2OH^-=2H₂O；
故答案為：H₂+2e^-+2OH^-=2H₂O；
（2）b電極與原電池的正極相連，為電解池的陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑2+2OH^-；
a電極氫離子得到電子生成氫氣，生成氫氣560ml的物質(zhì)的量=

0.56L

22.4L/mol

=0.025mol，依據(jù)電解方程式：
2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑2+2OH^-；
         1         2
         0.025mol    n         

1

0.025mol

=

2

n

           解得：n=0.05mol
C（OH^-）=

0.05mol

0.5L

=0.1mol/L，
C（H⁺）=

Kw

C(OH-)

10-14

0.1

=10^-13mol/L，pH=-lg[H⁺]=13；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑2+2OH^-；13；

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池、電解池工作原理，正確推斷燃料電池正負(fù)極是解本題的關(guān)鍵，難點(diǎn)是溶液的pH計(jì)算，根據(jù)電解飽和食鹽水的離子方程式分析解答．