题目内容
【题目】科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入甲烷和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－(O2＋4e－===2O2－)。
(1)c电极的名称为__________（填“正极”或“负极”），d电极上的电极反应式为_________
(2)如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol·L－1硫酸铜溶液，a电极上的电极反应式为_______，b电极上的电极反应式为 ____________________,若a电极产生56mL(标准状况)气体，则电路中转移的电子为__________mol，所得溶液的pH＝________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入________(填字母)。
a．CuO b．Cu(OH)2 c．Cu d．Cu2(OH)2CO3
【答案】正极 CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（或2H2O－4e－===O2↑+4H＋） Cu2++2e－===Cu 1×10－2 1 a
【解析】
图1为原电池，根据电流方向，d电极为负极，甲烷失电子，与氧离子反应生成二氧化碳和水，c极氧气得电子生成氧离子；图2为电解池，a为阳极，电极为惰性电极，溶液中的水失电子生成氧气和氢离子，b极为阴极，铜离子得电子，生成铜。
(1)图1为原电池，根据电流方向，则c电极为正极；d极为负极，甲烷失电子，与氧离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4＋4O2－－8e－==CO2＋2H2O；
(2)如图2所示用惰性电极电解，a极为阳极，溶液中的水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（或2H2O－4e－===O2↑+4H＋）；b极铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e－===Cu；产生56mL标况下的氧气时，即0.0025mol，转移0.01mol电子；产生0.01mol氢离子，c(H+)=
=0.1mol/L，则pH=1；a极产生0.0025mol氧气，b极产生0.005molCu，若要恢复到电解前的溶液，则加入0.005molCuO即可，答案为a。
