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10.宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型化学电池,其构造如图所示,A、B是多孔性炭制成的两个电极,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电.
(1)若电解质溶液为KOH溶液,则正极是A,(填字母)正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;负极电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O;一段时间后,溶液的pH变小(填“变大”“变小”或“不变”).
(2)若电解质溶液为H2SO4溶液,则正极发生的反应为O2+4H++4e-═2H2O;.
(3)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用.锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)═Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s).该电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e-═Mn2O3(s)+2OH-(aq).负极电极反应式为Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2

分析 (1)(2)根据反应2H2+O2=2H2O可知,反应中氢气失电子被氧化,应在负极上的反应,氧气得电子被还原,应在正极上的反应,根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式,根据溶液中氢离子浓度的变化判断溶液pH值的变化;
(3)该原电池中,Zn失电子作负极、二氧化锰作正极,负极反应式为Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2,正极反应式为2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-,据此分析解答.

解答 解:(1)该反应中氢气失电子被氧化为负极,氢气失电子生成氢离子,氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水,所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O.
氧气得电子被还原为正极,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
随着反应的进行,生成的水越来越多,溶质氢氧化钾的量不变,所以导致溶液的浓度降低,所以溶液的PH值减小.
故答案为:A;O2+2H2O+4e-=4OH-;2H2+4OH--4e-=4H2O;变小;
(2)该反应中氢气失电子被氧化为负极,在酸性条件下氢气失电子生成氢离子,电极反应式为2H2-4e-═4H+,正极氧气得电子被还原,氧气得电子和溶液中的氢离子生成水,所以电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O;故答案为:O2+4H++4e-═2H2O;
(3)电池负极为Zn,碱性条件下负极的电极反应式为:Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2,故答案为:Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2

点评 本题考查了原电池原理和电极反应式的书写,难度不大,要注意的是写电极反应式要结合电解质溶液,如果电解质溶液不同,即使原料相同,电极反应式也不同,如氢氧燃料电池,当电解质为酸或碱,电极反应式不同.

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 Ca(OH)2Mg(OH)2
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下列说法正确的是(  )
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C.过程Ⅱ中通入CO2有利于除SO42-
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(1)请完成下列各空:
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②0.1mol/LCH3COONa溶液的pH>7(填“>”或“<”)
(2)观察比较以上二个小题,试猜想证明某酸(HA)是弱电解质的原理有两个:
一是:证明HA不能完全电离,溶液中存在电离平衡;
二是:证明HA与强碱生成得盐具有弱碱性.
(3)请你根据以上原理提出写两种不同方案,证明HA酸是弱电解质:(只需简明写出方案,不需写出具体步骤)
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②测0.01mol/LHAc溶液的pH>2
(4)某同学设计采用如下方案来证明HA是弱电解质:
①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL;
②分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;
③各取相同体积的稀释液,同时加入纯度和大小相同的锌粒,如观察到HA溶液中产生H2速率较快的,即可证明HA是弱电解质
请你评价:该同学的方案难以实现之处和不妥之处,并且重新审视你提出的方案中哪些是不合理的:配制pH=1的HA溶液难以实现;不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同.

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