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【題目】1)科學家制造出一種使用固體電解質的燃料電池,其效率更高,可用于航天航空。如圖1所示裝置中,以稀土金屬材料作惰性電極,在電極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質是摻雜了Y2O3ZrO2固體,它在高溫下能傳導O2-。

已知:正極反應式:O2-4e-=2O2-。

則:c電極的名稱為__,d電極上的電極反應式為__

2)如圖2所示,用惰性電極電解100mL0.5molL-1CuSO4溶液,a電極上的電極反應式為__,若a電極產生56mL(標準狀況)氣體,則所得溶液的pH=_(不考慮溶液體積變化)。

【答案】正極 CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O 4OH--4e-=2H2O+O22H2O-4e-=4H++O2 1

【解析】

(1)依據裝置圖中電流流向分析,c為正極,氧氣得電子發生還原反應,d為負極,甲烷失電子發生氧化反應;

(2)圖乙是電解池,與電源正極連接的a電極為陽極,電極反應為4OH--4e-=O2↑+2H2O,b為陰極,電極反應為Cu2++2e-=Cu,結合電極方程式計算。

(1)圖甲是原電池,依據電流流向是從正極流向負極,c電極為正極,氧氣得到電子發生還原反應,d電極為電池負極,甲烷失電子發生氧化反應,在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質是摻雜了Y2O3ZrO2固體,它在高溫下能傳導陽極生成的O2-離子,負極電極反應為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;

(2)如圖乙所示電解100mL0.5molL-1CuSO4溶液,發生的電解總反應為:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,與電源正極相連的a極為陽極,溶液中氫氧根離子失去電子發生氧化反應,電極反應為:2H2O-4e-=4H++O2或者4OH--4e-=2H2O+O2;若a電極產生56mL(標準狀況)氧氣,氧氣物質的量為0.0025mol,溶液中生成氫離子物質的量為0.01mol,cH+==0.1mol/L,pH=-lg0.1=1。

練習冊系列答案
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A.VOH為弱堿

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2的配位數為4

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