Question

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验（图中所用电极均为惰性电极）：
（1）对于氢氧燃料电池，下列表达不正确的是

 

（填代号）．
A．a电极是负极，OH^-移向负极
B．b电极的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
C．电池总反应式为：2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O
D．电解质溶液的pH保持不变
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL 0.1mol?L^-1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，此时图中装置中溶液的pH=

 

（溶液体积变化忽略不计）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）氢氧燃料电池工作时，通入氢气的电极为负极，发生氧化反应，在碱性溶液中，电极方程式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，通入氧气的电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，总反应式为2H₂+O₂=2H₂O，电解硝酸银溶液，pH减小；
（2）电解硝酸银溶液，阴极发生4Ag⁺+4e^-=4Ag，阳极发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，总反应式为4AgNO₃+2H₂O

电解  .

4HNO₃+O₂↑+4Ag，根据方程式计算．

解答： 解：（1）A、a电极通入氢气，发生氧化反应，应是负极，原电池工作时OH^-移向负极，故A正确；
B、通入氧气的电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故B正确；
C、电极总反应式为2H₂+O₂=2H₂O，不是在点燃的条件下反应，故C错误；
D、电解硝酸银溶液总反应式为4AgNO₃+2H₂O

电解  .

4HNO₃+O₂↑+4Ag，电池中电解质溶液的pH减小，故D错误；
E、氢氧燃料电池可分别在两级上通入氢气和氧气，是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置，故E正确．
故答案为：CD；
（2）电解硝酸银溶液，阴极发生4Ag⁺+4e^-=4Ag，阳极发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
总反应式为4AgNO₃+2H₂O

电解  .

4HNO₃+O₂↑+4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，
n（H₂）=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，由电极方程式H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O可知转移电子0.01mol，由电解AgNO₃的总反应式可知，转移4mol电子，生成4mol硝酸，因此转移0.01mol电子，产生硝酸0.01mol，c（H⁺）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，则pH=1，
故答案为：1．

点评：本题考查电化学知识，为高考常见题型，侧重于考查学生综合运用化学知识的能力和分析问题的能力，题目难度中等．