Question

【題目】用酸性氫氧燃料電池電解飽和食鹽水的裝置如圖所示（a、b為石墨電極，不考慮U形管中氣體的溶解且a上產生的氣體全部進入小試管中）。

（1）寫出通入H2這一極的電極反應_________，通入O2這一極的電極反應為_________。

（2）a為_________極，電極反應為_________ 。

（3）b為_________極，電極反應為_________。

（4）在25℃，當燃料電池中消耗 0.02g H2時，U形管中液體的體積為200mL（忽略實驗過程中體積的變化）， 求此時U形管中溶液的pH。

Answer 1

【答案】 (1)H2 - 2e- = 2H+；O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O；

(2)陽 ；2Cl- - 2e- = Cl2；

(3) 陰；2H+ + 2e- = H2；

(4) 13 ；

【解析】

試題分析：左邊能自發的進行氧化還原反應，為原電池，氫氣失電子發生氧化反應，則通入氫氣的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，正極上氧氣得電子發生還原反應；右邊是電解池，與電源正極相連的是電解池的陽極，與電源負極相連的是電解池的陰極，所以a是陽極，b是陰極，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，電子從負極流向陰極，從陽極流向正極。

（1）通入H2的一極為負極，發生氧化反應，電極反應為H2 - 2e- = 2H+，通入O2的一極為正極，發生還原反應，電極反應為O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O，故答案為：H2 - 2e- = 2H+；O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O；

（2）a為陽極，電極反應為2Cl- - 2e- = Cl2，故答案為：陽 ；2Cl- - 2e- = Cl2；

（3）b為陰極，電極反應為2H+ + 2e- = H2，故答案為：陰；2H+ + 2e- = H2；

（4）0.02g H2的物質的量為=0.01mol，U形管中陰極反應的氫離子的物質的量=0.01mol×2=0.02mol，c(OH-)==0.1mol/L，溶液的pH=13，故答案為：13。