Question

【题目】被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图1为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流。

回答下列问题：

图1中通过负载的电子流动方向为________填“向左”或“向右”。

写出氢氧燃料电池工作时的电极反应式：正极：________，负极：________。

以该燃料电池为电源进行实验，如图2所示，B为电解槽，c、d为铁电极，B中装有一定浓度的NaOH溶液，闭合K，c电极周围逐渐析出白色沉淀。

极是电池的________填“正极”或“负极”，c电极的电极反应式为________。

若c、d为石墨电极，B中装有和的混合溶液，其中的物质的量浓度为，的物质的量浓度为。闭合K，c电极收集到标准状况下的一种气体甲。在收集气体甲的过程中电解明显分为两个阶段，请写出相应的电解总化学方程式：第一阶段：________ ；第二阶段：________；d电板理论上收集到的气体体积是________标准状况下。

Answer 1

【答案】向右； ； 正极 2NaCl 224mL

【解析】

(1)根据原电池的工作原理，氢氧燃料电池中，电解质溶液为碱性，则正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子；(2)根据电极方程式中电子与氧气的关系求算。

图1左侧为负极，右侧为正极，在原电池中电子由负极流向正极，因此电子是向右流动；

故答案为：向右；

碱性条件下氢氧燃料电池的正极反应式是：；负极反应式是：；故答案为：；；

用铁做电极，并且在c电极周围析出白色沉淀，所以c电极是阳极，电极反应式是：；阳极与电源的正极相连，所以a是正极；故答案为：正极；；

第一阶段电解的是CuCl2溶液，第二个阶段电解的是NaCl溶液，c电极是阳极收集到的是Cl2，收集标准状况下氯气448 mL，转移0.04 mol的电子，d电极为阴极，电极上0.01mol Cu2+先放电，然后H+放电，所以生成H2 0.01 mol ，标准状况下的体积为224 mL；故答案为：；2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；224mL。