Question

【题目】氢能将成为21世纪的主要能源。太阳能光伏电池电解水可制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。

(1)制H2时，连接________(填“K1”或“K2”)，产生H2的电极反应式是____________，溶液pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)改变开关连接方式，可得O2，此时电极3的反应式为：__________________。

Answer 1

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

【解析】

电解水生成氢气和氧气，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，则制H2时，应连接K1，电极1为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电极3为阳极，电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O；制O2时,连接K2，电极2为阳极，电极反应式为4OH－-4e-=O2↑+2H2O，电极3为阴极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，从而实现NiOOHNi(OH)2的转化，且可循环使用。

（1）电解水生成氢气和氧气，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，则制H2时，应连接K1，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，溶液pH增大；

故答案为：K1；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；增大；

（2）制O2时,连接K2，电极3为阴极，发生反应NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，从而实现NiOOHNi(OH)2的转化，且可循环使用；

故答案为：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－。