Question

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料．
氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)（圖中所用電極均為惰性電極）：
（1）對(duì)于氫氧燃料電池，下列表達(dá)不正確的是

 

（填代號(hào)）．
A．a(chǎn)電極是負(fù)極，OH^-移向負(fù)極
B．b電極的電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
C．電池總反應(yīng)式為：2H₂+O₂

點(diǎn)燃  .

2H₂O
D．電解質(zhì)溶液的pH保持不變
E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
（2）上圖裝置中盛有100mL 0.1mol?L^-1AgNO₃溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，此時(shí)圖中裝置中溶液的pH=

 

（溶液體積變化忽略不計(jì)）．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）氫氧燃料電池工作時(shí)，通入氫氣的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性溶液中，電極方程式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，通入氧氣的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，總反應(yīng)式為2H₂+O₂=2H₂O，電解硝酸銀溶液，pH減��；
（2）電解硝酸銀溶液，陰極發(fā)生4Ag⁺+4e^-=4Ag，陽極發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，總反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O

電解  .

4HNO₃+O₂↑+4Ag，根據(jù)方程式計(jì)算．

解答： 解：（1）A、a電極通入氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)是負(fù)極，原電池工作時(shí)OH^-移向負(fù)極，故A正確；
B、通入氧氣的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故B正確；
C、電極總反應(yīng)式為2H₂+O₂=2H₂O，不是在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D、電解硝酸銀溶液總反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O

電解  .

4HNO₃+O₂↑+4Ag，電池中電解質(zhì)溶液的pH減小，故D錯(cuò)誤；
E、氫氧燃料電池可分別在兩級(jí)上通入氫氣和氧氣，是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置，故E正確．
故答案為：CD；
（2）電解硝酸銀溶液，陰極發(fā)生4Ag⁺+4e^-=4Ag，陽極發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
總反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O

電解  .

4HNO₃+O₂↑+4Ag，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，
n（H₂）=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，由電極方程式H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O可知轉(zhuǎn)移電子0.01mol，由電解AgNO₃的總反應(yīng)式可知，轉(zhuǎn)移4mol電子，生成4mol硝酸，因此轉(zhuǎn)移0.01mol電子，產(chǎn)生硝酸0.01mol，c（H⁺）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，則pH=1，
故答案為：1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電化學(xué)知識(shí)，為高考常見題型，側(cè)重于考查學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)的能力和分析問題的能力，題目難度中等．