Question

用酸性氫氧燃料電池為電源進行電解的實驗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，電極反應式為

 

；b極是

 

極，電極反應式為

 

；總的化學反應方程式為

 

；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（標準狀況下）

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

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，燃料失電子發(fā)生氧化反應，所以投放燃料的電極為負極，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，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，負極反應為：2H⁺+2e^-═H₂↑，正極反應為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負極的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，陰極上得電子發(fā)生還原反應．

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，燃料失電子發(fā)生氧化反應，所以投放燃料的電極為負極，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，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，負極反應為：2H⁺+2e^-═H₂↑，正極反應為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；電池總反應為2H₂+O₂═2H₂O，反應過程中生成水，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，陰極上得電子發(fā)生還原反應；
（1）依據(jù)分析可知，通入氧氣 電極為正極，電極反應為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；通氫氣的電極為負極，電池反應為：2H₂+O₂═2H₂O；反應過程中生成水，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，2H₂+O₂═2H₂O，增大；
（2）右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負極的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，陽極上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應是4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；陰極上得電子發(fā)生還原反應，電極反應是Cu²⁺+2e^-═Cu；電解池中的化學方程式為：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4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；依據(jù)電子守恒計算得到生成氧氣0.1mol，標準狀況體積為2.24L；
故答案為：0.4mol，2.24L；

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