Question

【題目】氫能將成為21世紀的主要能源。太陽能光伏電池電解水可制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關連接K1或K2，可交替得到H2和O2。

(1)制H2時，連接________(填“K1”或“K2”)，產生H2的電極反應式是____________，溶液pH___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)改變開關連接方式，可得O2，此時電極3的反應式為：__________________。

Answer 1

【答案】K1 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 增大 NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－

【解析】

電解水生成氫氣和氧氣，氧氣在陽極生成，氫氣在陰極生成，則制H2時，應連接K1，電極1為陰極，電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，電極3為陽極，電極反應式為Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O；制O2時,連接K2，電極2為陽極，電極反應式為4OH－-4e-=O2↑+2H2O，電極3為陰極，電極反應式為NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，從而實現NiOOHNi(OH)2的轉化，且可循環使用。

（1）電解水生成氫氣和氧氣，氧氣在陽極生成，氫氣在陰極生成，則制H2時，應連接K1，電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，溶液pH增大；

故答案為：K1；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；增大；

（2）制O2時,連接K2，電極3為陰極，發生反應NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，從而實現NiOOHNi(OH)2的轉化，且可循環使用；

故答案為：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－。