Question

能量是一个世界性的话题，如何充分利用能量、开发新能源，为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标．
（1）如图所示，组成一个原电池．
①当电解质溶液为稀硫酸时：Cu电极是

 

（ 填“正”或“负”，下同 ）极，其电极反应为

 

；
②当电解质溶液为浓硝酸时：Cu电极是

 

极，其电极反应为

 

．
（2）航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点．氢-氧燃料电池有酸式、碱式和非水三种，它们放电时的电池总反应方程式均可表示为：2H₂+O₂=2H₂O．
①碱式氢-氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应表示为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，其负极反应可表示为

 

；
②非水电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2-，其负极反应可表示为：2H₂+2O^2--4e^-=2H₂O，其正极反应表示为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）在原电池中，易失电子的电极为负极，另一个电极为正极，
①当电解质溶液为稀硫酸时，铁易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子放电；
②当电解质溶液为浓硝酸时，铜易失电子作负极，负极上铜失电子生成铜离子；
（2）①碱式氢-氧燃料电池中，负极发生氧化反应，可用总反应式减正极反应得到负极反应式；
②正极发生还原反应，O₂得电子生成O^2-．

解答： 解：（1）（1）①当电解质溶液为稀硫酸时，铁易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子放电，Cu电极上电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②当电解质溶液为浓硝酸时，铁和浓硝酸发生钝化现象，所以铜易失电子作负极，负极上铜失电子生成铜离子，电极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案为：负；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）①碱式氢-氧燃料电池中，负极发生氧化反应，总反应式减正极反应得到负极反应式为2H₂+40H^-4e^-=4H₂O，
故答案为：2H₂+40H^-4e^-=4H₂O；
②正极发生还原反应，O₂得电子生成O^2-，电极反应式为O₂+4e^-=2O^2-，故答案为：O₂+4e^-=2O^2-．

点评：本题考查电极反应式的书写，题目难度中等，书写电极反应式时，可根据电极反应物判断所发生的反应，注意电解质的类型，此为解答该题的关键．