Question

I．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如图1为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答：

（1）负极反应式为______．

（2）电极表面镀铂粉的原因为______．

II．分析下列电解过程：

（1）写出惰性电极电解CuSO₄溶液的总反应的离子方程式：______；

（2）写出惰性电极电解NaCl溶液的阳极反应式______；电解一段时间后加______(填物质名称)恢复电解前状况．

III．NO₂、O₂和熔融KNO₃可制作燃料电池,其原理如图2

（1）请写出负极的电极方程式：______．

（2）相同条件下,放电过程中消耗的NO₂和O₂的体积比为______．

Answer

H2+2OH--2e-=2H2O 增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加速电极反应速率 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 2Cl—2e-=Cl2↑ 氯化氢 NO2+NO3—-e-=N2O5 4:1

【解析】

（Ⅰ）（1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极；

（2）根据“电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的 能力强，性质稳定”来回答；

（Ⅱ）（1）惰性电极电解CuSO4溶液，根据电极反应和放电顺序写出总反应方程式；

（2）惰性电极电解NaCl溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，若想恢复电解前状况，电解过程中出什么加什么；

（Ⅲ）根据通入气体判断两极，电极反应式和电池反应式，根据电池总反应4NO2+O2=2N2O5计算。

(Ⅰ) (1)燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，发生电极反应：，故答案为：；

(2)根据题目信息：“电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定”，可知电极表面镀铂粉的原因为增大气体的吸附面积，保证气体充分参与电极反应，

故答案为：增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加速电极反应速率；

(Ⅱ)(1)惰性电极电解CuSO4溶液，阳极是氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应为：，阴极电极反应为：，总反应方程式为：，

故答案为：；

(2)惰性电极电解NaCl溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，反应的离子方程式为：，阳极反应式： ，若想恢复电解前状况，电解过程放出氢气和氯气，所以加入氯化氢恢复溶液浓度，

故答案为：；氯化氢；

(Ⅲ)(1)据题意，通O2一极为正极，电极反应式为；通NO2一极为负极，电极反应为：，

故答案为：；

(2)通O2一极为正极，电极反应式为；通NO2一极为负极，电极反应为：，得到电池总反应 ，相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4:1，

故答案为：4:1。