题目内容

如图甲为氢氧燃料电池装置示意图（已标明电池工作时OH-的移动方向），A、B、C、D为电极．
（1）若A、B连接外电阻并形成回路，则A电极的电极反应式
H2+2OH-+2e-=2H2O
H2+2OH-+2e-=2H2O
，b处通入的气体为
氧气
氧气
．若乙中C为Fe、D石墨，电解质为NaCl，则导线连接C、D后，D电极的电极反应式
O2+2H2O+4e-═4OH-
O2+2H2O+4e-═4OH-
．
（2）若乙中C、D均为石墨，电解质溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，用导线将A与D相连、B与C相连，则一段时间后
D
D
极附近的溶液呈红色，乙中总反应的化学方程式为
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑
．
（3）若乙中C为粗铜、D为纯铜片，电解质溶液为硫酸酸化的硫酸铜溶液，用导线将A与D相连、B与C相连，则乙中D电极的电极反应式
Cu2++2e-═Cu
Cu2++2e-═Cu
．当甲中b气体消耗0.1mol时，理论上乙中某电极增重
12.8
12.8
g．
分析：（1）在燃料电池中，电解质中的阴离子移向电池的负极，燃料在负极通入，正极通入氧气根据电解质环境来书写电极反应方程式；
（2）根据电解食盐水的工作原理知识来分析；
（3）串联电路中各个电极转移电子是相等的，根据电子守恒和电解精炼铜的原理来计算．
解答：解：（1）在燃料电池中，电解质中的阴离子移向电池的负极，所以A极是负极，B是正极，燃料在负极通入，发生失电子的氧化反应，在碱性环境下的电极反应为：H2+2OH-+2e-=2H2O，正极通入氧气，发生得电子得还原反应，
即O2+2H2O+4e-═4OH-，故答案为：H2+2OH-+2e-=2H2O；O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）用导线将A与D相连、B与C相连，A极是负极，B是正极，所以C是阳极，D极是阴极，在阴极氢离子得电子生成氢气，该极附近氢氧根浓度增大，溶液呈红色，电解原理方程式为：2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑，
故答案为：D；2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（3）用导线将A与D相连、B与C相连，A极是负极，B是正极，所以C是阳极，D极是阴极，该极的电极反应为：
Cu2++2e-═Cu，当甲中氧气消耗0.1mol时，根据电极反应O2+2H2O+4e-═4OH-，所以转移电子为0.4mol，乙中电极增重的极是阴极，电极反应为：Cu2++2e-═Cu，当转移0.4mol电子时，生成金属铜为0.2mol，质量是：0.2mol×64g/mol=12.8g，即电极增重12.8g，故答案为：Cu2++2e-═Cu；12.8．
点评：本题考查学生原电池和燃料电池的工作原理知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．
练习册系列答案
相关题目
（1）AgNO3的水溶液呈
酸
酸
（填“酸”、“中”、“碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：
Ag++H2O AgOH+H+
Ag++H2O AgOH+H+
；实验室在配制AgNO3的溶液时，常将AgNO3固体先溶于较浓的
硝酸
硝酸
中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度．若用惰性电极电解AgNO3的水溶液，请写出电池反应的离子方程式
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
，
（2）常温下，某纯碱（Na2CO3）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色．在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至；乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所至．请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确
如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确

（3）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化
如右图所示．则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是
B
B
（填“A”或“B”）．设盐酸中加入的Zn质量为m1，醋酸溶液中加入的Zn质量为m2．则m1
＜
＜
m2
（选填“＜”、“=”、“＞”）
（4）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一．
①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：负极：
2Fe=2Fe2++4e-
2Fe=2Fe2++4e-
正极：
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
；
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用
C
C
．
A．铜　　　　　　　B．钠
C．锌              D．石墨
③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的
负
负
极．
（5）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
化学能转变为电能
化学能转变为电能
，在导线中电子流动方向为
a→b
a→b
（用a、b表示）．
②负极反应式为
2H2+4OH-=4H2O+4e-
2H2+4OH-=4H2O+4e-
．
③电极表面镀铂粉的原因为
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率
．

如图是用氢氧燃料电池电解氯化钠溶液（均为惰性电极），下列说法正确的是??? (??? )

 

????????????? 甲池????????????? 乙池

A????????????? 放电过程中氢氧化钾浓度不变????????????? 滴加酚酞试液d区域溶液先变红

B????????????? 氢氧根向a极移动????????????? 氢氧根移向d极

C????????????? a电极消耗2.24L氢气时????????????? c电极生成1.12L氧气

D????????????? a电极反应：H2 -2e- =2H+????????????? d电极反应：4OH- -4e-=O2 + 2H2O

 

 

（17分）（1）AgNO3的水溶液呈          （填“酸”、“中”、“碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：                              ；实验室在配制AgNO3的溶液时，常将AgNO3固体先溶于较浓的           中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度。若用惰性电极电解AgNO3的水溶液，请写出电池反应的离子方程式                             

（2）常温下，某纯碱（Na2CO3）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至；乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32—水解所至。请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）                                         

                                                               

（3）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是         （填“A”或“B”）。设盐酸中加入的Zn质量为m1， 醋酸溶液中加入的Zn质量为m2。则m1      m2（选填“＜”、“=”、“＞”）

（4）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：

负极：                               

正极：                             ；

②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。

A．铜　　　　　　　B．钠                              C．锌            D．石墨

③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。

（5）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

http://photo.blog.sina.com.cn/showpic.html - blogid=515359c40100g2ml&url=http://static3.photo.sina.com.cn/orignal/515359c4g79a1c1001942&690

①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是            ，在导线中电子流动方向为          （用a、b表示）。

②负极反应式为                         。

③电极表面镀铂粉的原因为                                 。

 

（12分）如图甲为氢氧燃料电池装置示意图（已标明电池工作时OH-的移动方向），A、B、C、D为电极。

 


（1）若A、B连接外电阻并形成回路，则A电极的电极反应式   ▲   ，b处通入的气体

为      ▲       。若乙中C为Fe、D石墨，电解质为NaCl，则导线连接C、D后，D电极

的电极反应式   ▲   。

(2)若乙中C、D均为石墨，电解质溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，用导线将A与D相连、

B与C相连，则一段时间后 ▲ 极附近的溶液呈红色，乙中总反应的化学方程式为 ▲_。

(3) 若乙中C为粗铜、D为纯铜片，电解质溶液为硫酸酸化的硫酸铜溶液，用导线将A与

D相连、B与C相连，则乙中D电极的电极反应式   ▲   。当甲中b气体消耗0.1 mol

时，理论上乙中某电极增重   ▲   g

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