Question

6．燃料电池具有广阔的发展前途，该电池有望取代传统电池，下图为某学生在实验室利用碱性氢氧燃料电池电解X溶液．
请根据图示回答下列问题：
（1）在碱性氢氧燃料电池中，通入H₂的电极为负极，电极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；
（2）a，b为碳棒，若X为CuSO₄溶液，a极为阳极，电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，溶液的PH变小（填“变大”，“变小”或“无影响”）；若X为NaCl溶液，在U型管两端各滴入几滴的酚酞，电解总反应式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，b电极现象为生成气体且溶液变红色．
（3）若要实现在铁表面镀上银，则b电极为铁（填电极材料），电极反应式为Ag⁺+e^-=Ag．反应过程中消耗标准状况下O₂ 2.24L，则铁表面镀上银的质量为43.2g．

Answer 1

分析 氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电池总反应为2H₂+O₂=2H₂O，电解池中a为阳极，发生氧化反应，b为阴极，发生还原反应，若X为CuSO₄溶液，则a极生成氧气，b极生成铜，要实现在铁表面镀上银，银为阳极，铁为阴极，以此解答该题．

解答 解：（1）在碱性氢氧燃料电池中，通入H₂的电极为负极，发生反应为2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，故答案为：负；2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；
（2）a，b为碳棒，若X为CuSO₄溶液，a极连接原电池的正极，为电解池的阳极，电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，溶液的阴极发生Cu²⁺+2e^-═Cu，则溶液的pH减小；若X为NaCl溶液，在U型管两端各滴入几滴的酚酞，阳极发生2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑，电解总反应式为 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；b为阴极，生成OH^-，电极现象为生成气体且溶液变红色，
故答案为：阳；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；变小；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；生成气体且溶液变红色；
（3）要实现在铁表面镀上银，银为阳极，铁为阴极，b为阴极，电极方程式为Ag⁺+e^-=Ag，反应过程中消耗标准状况下O₂ 2.24L，即0.1mol，由O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-可知，转移0.4mol电子，则生成0.4molAg，质量为0.4mol×108g∥mol=43.2g，
故答案为：铁；Ag⁺+e^-=Ag；43.2．

点评 本题综合考查原电池、电解池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握原电池的电极方程式的书写方法，答题时注意体会，难度中等．