Question

16．（1）第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆．汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态．混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液．镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为H₂+2NiOOH$?_{充电}^{放电}$2Ni（OH）₂．根据所给信息判断，混合动力车刹车或下坡时，乙电极周围溶液的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”），该电极的电极反应式为：Ni（OH）₂+OH^--e^-═NiOOH+H₂O．
（2）图2是一种新型燃料电池，以CO为燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验．
回答下列问题：
①A极为电源负极（填“正”或“负”）极，写出A极的电极反应式：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂．
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与D极（填“C”或“D”）相连．
③当消耗标准状况下2.24L CO时，C电极的质量变化为6.4g．

Answer 1

分析 （1）混合动力车刹车或下坡时，是电解池工作原理，乙电极为阳极，是2Ni（OH）₂转化为NiOOH的过程，乙电极周围因氢氧根离子的浓度减小，pH将减小；
（2）①根据CO具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO₂，结合电解质书写电极反应式；
②根据A为负极，B为正极，粗铜精炼时，粗铜作阳极，与电源的正极相连；
③根据电子得失守恒以及精铜中铜离子得到电子来计算．

解答 解：（1）混合动力车刹车或下坡时，是电解池工作原理，乙电极为阳极，是2Ni（OH）₂转化为NiOOH的过程，电极方程式为Ni（OH）₂+OH^--e^-═NiOOH+H₂O，乙电极周围因氢氧根离子的浓度减小，pH将减小，
故答案为：减小；Ni（OH）₂+OH^--e^-═NiOOH+H₂O；
（2）①CO具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO₂，电极反应式为：CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂，
故答案为：负极；CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂；
②因A为负极，B为正极，粗铜精炼时，粗铜作阳极，与电源的正极相连，故选：D；
③当消耗标准状况下2.24L CO时，电极反应式：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂，失去电子为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$×2=0.1mol，精铜电极电极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu，由电子得失守恒可知Cu²⁺的物质的量为$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，精铜电极的质量增加的质量为：0.1mol×64g/mol=6.4g，
故答案：6.4．

点评 本题考查原电池和电解池的工作原理等知识点，综合性较强，侧重考查学生分析计算能力，难点是电极反应式的书写，要根据电解质确定电极反应式书写方式，题目难度不大．