Question

2．（1）如圖1裝置為以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池．裝置1中a和b為氣體進口，其中a口進入的是（填名稱）氫氣，寫出電極②發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-
（2）如圖2，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中，并在溶液中滴加酚酞
①若閉合K₁，鐵棒上的電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺
②若閉合K₂，鐵棒附近觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡、變紅色
寫出石墨棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式2Cl^--2e^-=Cl₂
電路中通過0.02N_A個電子時，兩極共產(chǎn)生0.02mol mol氣體．

Answer 1

分析 （1）燃料電池通燃料的一極為負極，通氧氣的一極為正極，a為電子流出的負極，故a通氫氣，b為正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）①若閉合K₁，形成原電池，鐵為負極；
②若閉合K₂，形成電解池，鐵作陰極，氫離子得電子生成氫氣，產(chǎn)生氫氧根，溶液為堿性；石墨棒為陽極，氯離子失去電子生成氯氣；
電路中通過0.02N_A個電子時，2Cl^--2e^-=Cl₂ 反應(yīng)產(chǎn)生0.01mol氣體，2H⁺+2e^-=H₂↑產(chǎn)生0.01mol氣體，共產(chǎn)生0.02mol氣體．

解答 解：（1）燃料電池通燃料的一極為負極，通氧氣的一極為正極，a為電子流出的負極，故a通氫氣，b為正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：氫氣；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）如圖2，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中，并在溶液中滴加酚酞
①若閉合K₁，形成原電池，鐵為負極，鐵棒上的電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
②若閉合K₂，形成電解池，鐵作陰極，氫離子得電子生成氫氣，產(chǎn)生氫氧根，溶液為堿性，觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡、變紅色；石墨棒為陽極，氯離子失去電子生成氯氣，發(fā)生的電極反應(yīng)式2Cl^--2e^-=Cl₂，電路中通過0.02N_A個電子時，2Cl^--2e^-=Cl₂ 反應(yīng)產(chǎn)生0.01mol氣體，2H⁺+2e^-=H₂↑產(chǎn)生0.01mol氣體，共產(chǎn)生0.02mol氣體，故答案為：產(chǎn)生氣泡、變紅色；2Cl^--2e^-=Cl₂；0.02mol．

點評 本題考查了原電池與電解池原理的綜合應(yīng)用，要求正確書寫電極反應(yīng)式，根據(jù)電子的轉(zhuǎn)移計算，難度不大．