Question

6．由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源，根据如图所示的装置，（其中a、b均为石墨电极）
（1）写出以下的电极反应：a 极O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-b 极H₂+2OH^--2e^-═2H₂O
（2）Cu极发生氧化反应，（填“氧化”或“还原”）
（3）当铜片的质量变化了12.8g时，a极上消耗的O₂在标准状况下的体积为2.24L．
（4）CuSO₄溶液中H⁺向Zn极移动
（5）科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，一种氢氧燃料电池是采用铂作为电极，在稀硫酸电解质中直接通入纯化后的氢气，同时向一个电极通入空气，使用该燃料电池的好处是污染少．

Answer 1

分析 左边装置是原电池，氢氧原料原电池中，投放燃料的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O，投放氧气的电极是正极，正极上发生还原反应，电极反应：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；右边装置是电解池，与a极正极相连的Cu极为阳极上失电子发生氧化反应，与b极负极相连的Zn极为阴极，得电子发生还原反应，据此分析解答．

解答 解：（1）根据以上分析，a极投放氧气是正极，电极反应：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；b极投放燃料是负极，电极反应：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；H₂+2OH^--2e^-═2H₂O；
（2）Cu极与a极正极相连为阳极，发生氧化反应，故答案为：氧化；
（3）根据转移电子数相等，O₂------2Cu，当铜片的质量变化了12.8g时，a极上消耗的O₂在标准状况下的体积为$\frac{12.8}{64}$×$\frac{1}{2}$×22.4=2.24L，故答案为：2.24；
（4）CuSO₄溶液中H⁺向阴极Zn移动，故答案为：Zn；
（5）燃料电池把化学能转变成电能，对环境影响很小，燃料直接燃烧会对环境造成污染．故答案为：燃料电池的能量化效率高，污染少．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，难度不大，注意氢氧燃料电池中电极反应式的书写，书写时要结合电解质溶液的酸碱性，酸碱性不同，电极反应式的书写不同．