Question

【题目】I．图中甲池的总反应式为。

（1）甲池中负极上的电极反应式为_______________。

（2）乙池中石墨电极上发生的反应为______________。

（3）要使乙池恢复到电解前的状态，应向溶液中加入适量的______________。

A.CuO B.Cu(OH)2 C.CuCO3 D.CuSO4

（4）若将乙池中两个电极改成等质量的Fe和Cu，实现在Fe上镀Cu，当甲中消耗1.6gN2H4时，乙池中两个电极质量差为______g。

II．氢能将成为21世纪的主要能源。太阳能光伏电池电解水可制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。

（1）制H2时，连接________（填K1或K2），产生H2的电极反应式是_________________，溶液PH___________（填“增大”、“减小”、“不变”）。

（2）改变开关连接方式，可得O2，此时电极3的反应式为：__________________。

Answer 1

【答案】N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O 2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ A、C 12.8 K1 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 增大 NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－

【解析】

I.（1）由总反应可知，甲池中负极反应物为N2H4，还原产物为N2，该电解质环境为强碱性，故其电极反应式为：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O；

（2）乙池中石墨电极连接的甲池中的正极，故石墨电极为阳极，电解硫酸铜溶液的阳极反应物为水电离出的OH-，故石墨电极上发生的反应为：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；

（3）乙池中发生的反应为2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，若要使电解质溶液恢复至原状态，则需要加入Cu和O，且二者实际加入的原子之比为1:1，故可加入CuO或CuCO3，故答案为A、C；

（4）若要实现在Fe上镀Cu，则Fe作阴极，Cu作阳极；当甲中消耗1.6gN2H4时，即消耗0.05mol N2H4，转移电子的物质的量为：0.05mol×2×2=0.2mol，乙池中Fe电极上析出Cu的物质的量为0.1mol，其电极材料质量增加0.1mol×64g/mol=6.4g，Cu电极上Cu被消耗0.1mol，其质量减少0.1mol×64g/mol=6.4g，故两个电极质量差6.4g+6.4g=12.8g；

II.（1）电解水生成氢气和氧气，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，则应连接K1；电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；该溶液为碱性电解液，电解水的过程中，水被消耗，溶液中溶质浓度增大，pH增大；

故答案为：K1；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；增大；

（2）改变开关连接方式时，电极3为阴极，发生还原反应，由图可知，其电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－。