Question

氢能源是最具应用前景的能源之一。

（1）氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池，用KOH溶液作电解质溶液，其负极反应式为_____________，理论上，正极消耗氧气2.8 L（标况下）时，电路中有__________mol e^－通过。

（2）高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制双控开关，可交替得到H₂和O₂。

①太阳能光伏电池是将光能转化为__________能。

②当连接K₁时可制得____________气体。

③当连接K₂时，电极2附近pH_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

④当连接K₂时，电极3作______极，其电极反应式为________________________。

Answer

H2－2e－＋2OH－＝2H2O 0.5 电 H2 变小 阴极 NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－

【解析】

(1)反应中氢气失电子化合价升高，与溶液中的氢氧根离子反应生成水；正极消耗氧气2.8 L，即0.125mol，化合价由0价变为-2价，转移电子物质的量为0.5mol；

(2) ①太阳能光伏电池是将光能转化为电能；

②当连接K1时，溶液中的氢离子得电子生成氢气；

③当连接K2时，电极2为阳极，溶液中的水失电子，生成氧气和氢离子；

④当连接K2时，电极3作阴极；得电子，由NiOOH变为Ni(OH)2。

(1)反应中氢气失电子化合价升高，与溶液中的氢氧根离子反应生成水，则电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O；正极消耗氧气2.8 L，即0.125mol，化合价由0价变为-2价，转移电子物质的量为0.5mol；

(2) ①太阳能光伏电池是将光能转化为电能；

②当连接K1时，溶液中的氢离子得电子生成氢气；

③当连接K2时，电极2为阳极，溶液中的水失电子，生成氧气和氢离子，附近pH变小；

④当连接K2时，电极3作阴极；得电子，由NiOOH变为Ni(OH)2，电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－。