Question

（10分）氢氧燃料电池的实验装置如图所示，回答下列有关该实验的问题。

（1）要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是：先_______，电解一段时间后，__________；

（2）在实验的全过程中能量的主要转化形式是                      ；

（3）写出下列两种操作时的电极反应式，并注明电极名称：

①按下开关S₁，断开开关S₂，一段时间后：  C₁为     极，电极反应：                ；

②断开开关S₁，迅速按下开关S₂：（提示：此时C₁附近溶液显碱性，C₂附近溶液显酸性）C₂为______极， 电极反应：                               。

Answer

（1）关闭S1（1分）；打开S1，关闭S2（1分）

（2）电能→化学能→电能 (或电能→化学能→电能→光能) （2分）

（3）①阴极（1分） 2H++2e－＝H2↑(其他合理形式也可给分)（2分）

②正极（1分） O2+ 4H+ + 4e－＝2H2O（2分）

【解析】

试题分析：（1）要使发光二极管发亮，则需要电源。由于要形成原电池，根据装置图可知需要燃料氢气和氧化剂氧气，所以实验时的操作顺序是先关闭S1，电解碳酸钠溶液生成氢气和氧气，电解一段时间后，打开S1，关闭S2从而构成原电池对外供电；

（2）根据（1）中的分析可知，在实验的全过程先是电解池，然后是原电池，所以能量的主要转化形式是电能→化学能→电能；

（3）①按下开关S1，断开开关S2，则构成电解池，C1与电源的负极相连为阴极，溶液中的氢离子放电，因此电极反应为2H++2e－＝H2↑；

②断开开关S1，迅速按下开关S2，则此时构成原电池，C2电极上氧气得到电子为正极，电极反应O2+ 4H+ + 4e－＝2H2O。

考点：考查电化学原理的应用