Question

【题目】科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。

如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2－(O2＋4e－=2O2－)。

(1)d电极的名称为___________，d电极上的电极反应式为____________________

(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L－1 AgNO3溶液，a电极上的电极反应式为___________，若a电极产生560mL(标准状况)气体，则所得溶液的C(H+)＝___________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_________(填序号)其物质的量为_______mol

a Ag2O b．AgOH c．AgNO3 d．Ag2SO4

Answer 1

【答案】

(1)负极；CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2O

(2)4OH－－4e－ =2H2O＋O2↑；1mol/L；a；0.05mol

【解析】

试题分析：(1)图甲是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极，甲烷失电子发生还原反应，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-离子，负极电极反应为：CH4+4O2-－8e－═CO2+2H2O；故答案为：负极；CH4+4O2-－8e－═CO2+2H2O；

(2)如图乙所示电解100mL0.5molL-1 AgNO3溶液，发生的电解池反应为：4AgNO3+4H2O4Ag+O2↑+4HNO3，与电源正极相连的为阳极，溶液中氢氧根离子失去电子发生氧化反应，电极反应为：4OH－－4e－ = 2H2O＋O2↑；若a电极产生56mL(标准状况)气体为氧气，物质的量为0.0025mol，消耗氢氧根离子物质的量为0.01mol，溶液中生成氢离子物质的量为0.01mol，c(H+)==0.1mol/L；则所得溶液电解过程中AgNO3溶液每损失4个Ag原子，就损失2个 O原子，相当于损失一个Ag2O，为了使AgNO3溶液，恢复原浓度，应加入Ag2O，故选a；电解过程中生成氧气0.0025mol，因此加入Ag2O的物质的量为0.05mol，故答案为：4OH－－4e－ =2H2O＋O2↑；1mol/L；a；0.05mol。