Question

用酸性氫氧燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示，a、b為惰性電極．
（1）通入O₂的一極為

 

極，電極反應(yīng)式

 

；通入H₂的一極為

 

極，總方程式為

 

；pH

 

（增大、減小或不變）．
（2）a極是

 

極，電極反應(yīng)式為

 

；b極是

 

極，電極反應(yīng)式為

 

；總的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

；pH

 

．
（3）若b電極質(zhì)量增加12.8g，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

，a電極放出的氣體為

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：左邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時(shí)，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以投放燃料的電極為負(fù)極，投放氧化劑的電極為正極，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，負(fù)極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負(fù)極的b電極是陰極，連接正極的a電極是陽極，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：左邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時(shí)，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以投放燃料的電極為負(fù)極，投放氧化劑的電極為正極，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，負(fù)極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；電池總反應(yīng)為2H₂+O₂═2H₂O，反應(yīng)過程中生成水，電解質(zhì)溶液濃度減��；右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負(fù)極的b電極是陰極，連接正極的a電極是陽極，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（1）依據(jù)分析可知，通入氧氣 電極為正極，電極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；通氫氣的電極為負(fù)極，電池反應(yīng)為：2H₂+O₂═2H₂O；反應(yīng)過程中生成水，電解質(zhì)溶液濃度減小，氫離子濃度減小，溶液pH增大；
故答案為：正，O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，負(fù)，2H₂+O₂═2H₂O，增大；
（2）右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負(fù)極的b電極是陰極，溶液中的銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，連接正極的a電極是陽極，溶液中的氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)是4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)是Cu²⁺+2e^-═Cu；電解池中的化學(xué)方程式為：2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，電解過程中生成硫酸溶液氫離子濃度增大，溶液pH減��；
故答案為：陽，4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；陰，Cu²⁺+2e^-═Cu；2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；減��；
（3）若b電極質(zhì)量增加12.8g，為銅的質(zhì)量，物質(zhì)的量為0.2mol，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.4mol，a電極為陽極，電極反應(yīng)4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；依據(jù)電子守恒計(jì)算得到生成氧氣0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況體積為2.24L；
故答案為：0.4mol，2.24L；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池、電解池原理的分析判斷，電極反應(yīng)電極名稱是解題關(guān)鍵，題目難度中等．