Question

用酸性氢氧燃料电池电解饱和食盐水的装置如图所示（a、b为石墨电极，不考虑U形管中气体的溶解且a上产生的气体全部进入小试管中）。

（1）写出通入H₂这一极的电极反应_________，通入O₂这一极的电极反应为_________。

（2）a为_________极，电极反应为_________ 。

（3）b为_________极，电极反应为_________。

（4）在25℃，当燃料电池中消耗 0.02g H₂时，U形管中液体的体积为200mL（忽略实验过程中体积的变化）， 求此时U形管中溶液的pH。                    

Answer

(1)H2 - 2e- = 2H+；O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O；

(2)阳 ；2Cl- - 2e- = Cl2；

(3) 阴；2H+ + 2e- = H2；

(4) 13 ；

【解析】

试题分析：左边能自发的进行氧化还原反应，为原电池，氢气失电子发生氧化反应，则通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，正极上氧气得电子发生还原反应；右边是电解池，与电源正极相连的是电解池的阳极，与电源负极相连的是电解池的阴极，所以a是阳极，b是阴极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，电子从负极流向阴极，从阳极流向正极。

（1）通入H2的一极为负极，发生氧化反应，电极反应为H2 - 2e- = 2H+，通入O2的一极为正极，发生还原反应，电极反应为O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O，故答案为：H2 - 2e- = 2H+；O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O；

（2）a为阳极，电极反应为2Cl- - 2e- = Cl2，故答案为：阳 ；2Cl- - 2e- = Cl2；

（3）b为阴极，电极反应为2H+ + 2e- = H2，故答案为：阴；2H+ + 2e- = H2；

（4）0.02g H2的物质的量为=0.01mol，U形管中阴极反应的氢离子的物质的量=0.01mol×2=0.02mol，c(OH-)==0.1mol/L，溶液的pH=13，故答案为：13。

考点：考查了原电池和电解池的工作原理的相关知识。