Question

6．如圖所示是氫氧燃料電池工作時的裝置，乙池中的兩個電極均是石墨電極，請回答下列問題：
（1）M電極名稱是陽極，電極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，加入氫氣的鉑電極電極名稱是負極，電極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，加入氧氣的鉑電極的電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）乙池中總反應的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（3）在此過程中，乙池中某一電極析出氫氣0.448L（標準狀況），甲池中理論上消耗氧氣0.224L（標準狀況下）；KOH溶液的pH變小（填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 堿性氫氧燃料電池中，通入氫氣的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，乙池有外接電源，屬于電解池，根據圖片知，N是陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，M是陽極，陽極上氯離子失電子生成氯氣，結合電子與各物質的物質的量關系進行計算．

解答 解：（1）堿性氫氧燃料電池中，通入氫氣的電極是負極，負極上氫氣失電子生成水，其電極反應為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；通入氧氣的電極是正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，其電極反應為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，M與正極相連為陽極，陽極上氯離子失電子生成氯氣，其電極反應為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
故答案為：陽極；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）乙池中陰極上氫離子得電子生成氫氣，陽極上氯離子失電子生成氯氣，總反應的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）乙中陰極上氫離子得電子生成氫氣，氫氣0.448L（標準狀況），其物質的量為0.02mol，則轉移電子為0.04mol，由O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-可知，消耗氧氣為0.01mol，其體積為0.224L；燃料電池中生成水，溶液的體積增大，則KOH的濃度減小，所以pH變小；
故答案為：0.224；變�。�

點評 本題考查了原電池原理和電解池原理，明確原電池和電解池電極上發生反應的類型即可分析解答本題，難度中等，注意電極反應式的書寫與電解質溶液的酸堿性有關．