Question

9．某兴趣小组采用如下方法制作氢氧燃料电池．

（1）如图A所示，a、b均为多孔石墨棒，其中a与直流电源正极相连，b与直流电源负极相连，电解质溶液为NaOH，则a极上发生的电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
电解反应方程式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．电解一段时间后，NaOH溶液的浓度将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．由于使用多孔石墨棒，此时生成的氢气及氧气中有一部分被石墨棒吸附．
（2）然后如图B所示，移走直流电源，在a、b极间连接一个小灯炮，可以看到灯泡发光．此时的电流方向是顺时针（填“顺时针”或“逆时针”），a极的名称为正极，b极的电极反应式为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）A装置图是电解池装置，依据电源的正负极分析判断电极，a为阳极；b为阴极；结合电解质溶液是强碱溶液，惰性电极电极氢氧化钠溶液实质电解水，氢氧化钠溶液浓度增大，依据离子放电写出电极反应；
（2）图B是原电池装置，依据电解过程生成气体可知，a电极生成的是氧气；b电极生成的是氢气，说明氢气和氧气再氢氧化钠溶液中形成了燃料电池，氧气一端做正极，氢气一端做负极；电流方向从正极流向负极．

解答 解：（1）A装置图是电解池装置，依据电源的正负极分析判断电极，a为阳极；b为阴极；结合电解质溶液是强碱溶液，惰性电极电极氢氧化钠溶液实质电解水，氢氧化钠溶液浓度增大，溶液PH增大，a电极为阳极，电极反应为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，总的电极反应式为：2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2H₂↑+O₂↑，
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2H₂↑+O₂↑；增大；
（2）图B是原电池装置，依据电解过程生成气体可知，a电极生成的是氧气；b电极生成的是氢气，说明氢气和氧气再氢氧化钠溶液中形成了燃料电池，氧气一端做正极，氢气一端做负极；电流方向从正极流向负极，即a→b，此时的电流方向是顺时针，a电极是正极，电极反应式为O₂+2 H₂O+4e^-=4OH^-，b极为原电池负极，氢气是电子发生氧化反应，电解质溶液是氢氧化钠溶液，电极反应式为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，
故答案为：顺时针；正极；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．

点评 本题考查了电解池、原电池的原理应用，电子守恒的计算应用，电极判断，电极名称，电极反应的分析判断是解题关键，题目较简单．