Question

某实验小组利用H₂（g）、O₂（g）、KOH（aq）设计成电池装置．
（1）请写出该氢氧燃料电池的负极的电极反应式为

 

；
（2）若用该燃料电池电解500mL饱和食盐水，已知a、b两极为惰性电极，b电极的电极反应式为

 

．请写出电解池总的离子方程式为

 

．电解一段时间后，a电极共集到气体560ml（折算成标准状况下），则所得溶液的pH=

 

（不考虑气体的溶解及电解前后溶液体积的变化．NaCl没有完全反应）

Answer 1

考点：电解原理,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）用H₂（g）、O₂（g）、KOH（aq）形成原电池，负极通入氢气，发生氧化反应；正极通入氧气，发生还原反应；
（2）电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子生成氢气；依据电解原理分析，书写电池反应，依据生成的气体体积．计算氢氧根离子浓度，结合离子积常数计算氢离子浓度计算溶液pH．

解答： 解：（1）用H₂（g）、O₂（g）、KOH（aq）形成原电池，负极通入氢气，发生氧化反应，电极反应式为：H₂+2e^-+2OH^-=2H₂O；
故答案为：H₂+2e^-+2OH^-=2H₂O；
（2）b电极与原电池的正极相连，为电解池的阳极，阳极上发生氧化反应，氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，离子方程式为：2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑2+2OH^-；
a电极氢离子得到电子生成氢气，生成氢气560ml的物质的量=

0.56L

22.4L/mol

=0.025mol，依据电解方程式：
2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑2+2OH^-；
         1         2
         0.025mol    n         

1

0.025mol

=

2

n

           解得：n=0.05mol
C（OH^-）=

0.05mol

0.5L

=0.1mol/L，
C（H⁺）=

Kw

C(OH-)

10-14

0.1

=10^-13mol/L，pH=-lg[H⁺]=13；
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑2+2OH^-；13；

点评：本题考查原电池、电解池工作原理，正确推断燃料电池正负极是解本题的关键，难点是溶液的pH计算，根据电解饱和食盐水的离子方程式分析解答．