Question

某课外活动小组进行电解饱和食盐水的实验．请同答下列问题．
（1）通电一段时间后，可观察到

 

电极（填“阴极”或“阳极”）附近溶液颜色先变红，该电极上的电极反应式为

 

．
（2）该溶液电解反应的化学方程式为

 

．
（3）若开始时改用铁棒做阳极，阳极的电极反应式为

 

．
（4）若用H₂和O₂为反应物，以KOH为电解质溶液，可构成新型燃料电池（如图），两个电极均由多孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．其中a是

 

极（填“正”或“负”），b极的电极反应式为

 

．
（5）如图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下列有关说法中不正确的是

 

（填序号）

A．该能量转化系统中的水也是可以循环的
B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水
C．燃料电池放电时的正极反应：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O
D．水电解系统中的阳极反应：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）阴极氢离子放电产生氢氧根离子使附近溶液颜色先变红；
（2）阳极是还原性强的氯离子放电，阴极是氢离子放电生成氢气；
（3）金属作阳极，阳极是活泼金属本身放电；
（4）通氢气的一极发生氧化反应是负极；b极氧气发生还原反应，电极反应方程式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（5）根据空间站能量转化系统局部示意图可知，向日面时发生水的分解反应，背日面时发生氢气和氧气生成水的电池反应，再结合系统中KOH溶液的变化来分析．

解答： 解：（1）阴极氢离子放电产生氢氧根离子使附近溶液颜色先变红，电极反应方程式为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故答案为：阴极；2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-； 
（2）阳极是还原性强的氯离子放电，阴极是氢离子放电生成氢气，所以电解反应的化学方程式为2NaCl+2H₂

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，故答案为：2NaCl+2H₂

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
（3）金属作阳极，阳极是活泼金属铁本身放电，电极反应方程式为：Fe-2e^-═Fe²⁺，故答案为：Fe-2e^-═Fe²⁺；
（4）通氢气的一极发生氧化反应是负极；b极氧气发生还原反应，故答案为：负； O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（5）A、由转化系统可知，水分解后还可再生成，则水是循环使用的，说法正确，故A错误．
B、燃料电池系统产生的能量来源于化学反应产生的化学能，属于化学能转变为电能，不是来源于水，说法错误，故B正确；
C、水电解系统中的阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，所以电极反应式为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，说法错误，故C正确．
D、该燃料电池放电时的负极发生氧化反应，在碱性环境下，2OH^-+H₂-2e^-=2H₂O，说法正确，故D错误．
故选BC．

点评：本题考查了原电池电解池原理的分析应用，电极反应，电极判断是解题关键，题目难度中等．