Question

2．某研究性学习小组利用下面的装置自制Zn-O₂燃料电池，步骤如下：

Ⅰ．利用电解装置（如图1，A、B均为石墨棒），在多孔的石墨棒上吸附一定量的氧气．
Ⅱ．取出吸附有氧气的石墨棒，用导线将石墨棒、锌板和小灯泡连接，并将石墨棒和锌板插入KNO₃溶液中，组装成Zn-O₂燃料电池（如图2），使灯泡发光．
（1）电解水的装置中，产生氧气的电极是B（填“A”或“B”）．
（2）Zn-O₂燃料电池正极的电极反应式是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，该电池放电时溶液中的NO₃^-向负极移动（填“正”或“负”）．
（3）如果Zn-O₂燃料电池的锌电极质量减少0.13g，那么电解池中产生氢气在标准状况下的体积至少为44.8mL．

Answer 1

分析 （1）电解水的装置中，氢氧根离子在阳极放电；
（2）原电池中正极发生还原反应，阴离子向负极移动；
（3）根据转移电子守恒：2Zn～～O₂～～～2H₂．

解答 解：（1）电解水的装置中，氢氧根离子在阳极放电，所以产生氧气的电极是B，故答案为：B；
（2）原电池中正极是氧气发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，该电池放电时溶液中的NO₃^-向负极移动，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；负；
（3）根据转移电子守恒：2Zn～～O₂～～～2H₂
                                    65×2g                  44.8L
                                   0.13g                     V（H₂）     
$\frac{65×2g}{0.13g}=\frac{44.8L}{V（{H}_{2}）}$
解之得：V（H₂）=44.8mL，
故答案为：44.8．

点评 本题考查电化学知识，理解这类题的关键是理解原电池原理，注意教材知识的灵活运用是解题的关键，难度不大．