Question

6．如图所示是氢氧燃料电池工作时的装置，乙池中的两个电极均是石墨电极，请回答下列问题：
（1）M电极名称是阳极，电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，加入氢气的铂电极电极名称是负极，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，加入氧气的铂电极的电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）乙池中总反应的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（3）在此过程中，乙池中某一电极析出氢气0.448L（标准状况），甲池中理论上消耗氧气0.224L（标准状况下）；KOH溶液的pH变小（填“变大”“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，N是阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，M是阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，结合电子与各物质的物质的量关系进行计算．

解答 解：（1）碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，负极上氢气失电子生成水，其电极反应为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；通入氧气的电极是正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，其电极反应为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，M与正极相连为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，其电极反应为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
故答案为：阳极；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）乙池中阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上氯离子失电子生成氯气，总反应的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）乙中阴极上氢离子得电子生成氢气，氢气0.448L（标准状况），其物质的量为0.02mol，则转移电子为0.04mol，由O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-可知，消耗氧气为0.01mol，其体积为0.224L；燃料电池中生成水，溶液的体积增大，则KOH的浓度减小，所以pH变小；
故答案为：0.224；变小．

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理，明确原电池和电解池电极上发生反应的类型即可分析解答本题，难度中等，注意电极反应式的书写与电解质溶液的酸碱性有关．