Question

6．燃料電池具有廣闊的發(fā)展前途，該電池有望取代傳統(tǒng)電池，下圖為某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室利用堿性氫氧燃料電池電解X溶液．
請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：
（1）在堿性氫氧燃料電池中，通入H₂的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；
（2）a，b為碳棒，若X為CuSO₄溶液，a極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，溶液的PH變�。ㄌ睢白兇蟆�，“變小”或“無(wú)影響”）；若X為NaCl溶液，在U型管兩端各滴入幾滴的酚酞，電解總反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，b電極現(xiàn)象為生成氣體且溶液變紅色．
（3）若要實(shí)現(xiàn)在鐵表面鍍上銀，則b電極為鐵（填電極材料），電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag．反應(yīng)過(guò)程中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O₂ 2.24L，則鐵表面鍍上銀的質(zhì)量為43.2g．

Answer 1

分析 氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2H₂+O₂=2H₂O，電解池中a為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，若X為CuSO₄溶液，則a極生成氧氣，b極生成銅，要實(shí)現(xiàn)在鐵表面鍍上銀，銀為陽(yáng)極，鐵為陰極，以此解答該題．

解答 解：（1）在堿性氫氧燃料電池中，通入H₂的電極為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，故答案為：負(fù)；2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；
（2）a，b為碳棒，若X為CuSO₄溶液，a極連接原電池的正極，為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，溶液的陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，則溶液的pH減�。蝗鬤為NaCl溶液，在U型管兩端各滴入幾滴的酚酞，陽(yáng)極發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，電解總反應(yīng)式為 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；b為陰極，生成OH^-，電極現(xiàn)象為生成氣體且溶液變紅色，
故答案為：陽(yáng)；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；變小；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；生成氣體且溶液變紅色；
（3）要實(shí)現(xiàn)在鐵表面鍍上銀，銀為陽(yáng)極，鐵為陰極，b為陰極，電極方程式為Ag⁺+e^-=Ag，反應(yīng)過(guò)程中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O₂ 2.24L，即0.1mol，由O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-可知，轉(zhuǎn)移0.4mol電子，則生成0.4molAg，質(zhì)量為0.4mol×108g∥mol=43.2g，
故答案為：鐵；Ag⁺+e^-=Ag；43.2．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查原電池、電解池知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握原電池的電極方程式的書寫方法，答題時(shí)注意體會(huì)，難度中等．