Question

某興趣小組采用如下方法制作氫氧燃料電池．
（1）如下圖A所示：a，b均為多孔石墨棒，其中a與直流電源正極相連，b與直流電源負(fù)極相連，電解質(zhì)溶液為NaOH，則電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式分別為：a極

4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O

  b極

2H⁺+2e^-=H₂↑

，電解反應(yīng)方程式為

2H₂O

電解  .

O₂↑+2H₂↑

．                                           
由于使用多孔石墨棒，此時(shí)生成的氫氣及氧氣中有一部分被石墨棒吸附．
（2）然后如下圖B所示，移走直流電源，在a，b極間連接一個(gè)二極管，可以看到二極管發(fā)光．此時(shí)的電流方向是：

a→b

，a極的電極反應(yīng)式為：

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

，b極的電極反應(yīng)式為：

H₂+2OH^--2e^-=2H₂O

，電池反應(yīng)方程式為：

O₂+2H₂═2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖知，a是陽極，b是陰極，陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，據(jù)此寫出電極反應(yīng)式；
（2）圖B是原電池裝置，依據(jù)電解過程生成氣體可知，a電極生成的是氧氣；b電極生成的是氫氣，去掉電源連接發(fā)光二極管，可以看到二極管發(fā)光，說明氫氣和氧氣再氫氧化鈉溶液中形成了燃料電池，氧氣一端做正極，氫氣一端做負(fù)極；電流方向從正極流向負(fù)極．

解答：解：（1）根據(jù)圖知，a是陽極，b是陰極，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，所以電池反應(yīng)式為：2H₂O

電解  .

O₂↑+2H₂↑，
故答案為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；2H⁺+2e^-=H₂↑；2H₂O

電解  .

O₂↑+2H₂↑；
（2）圖B是原電池裝置，依據(jù)電解過程生成氣體可知，a電極生成的是氧氣；b電極生成的是氫氣，去掉電源連接發(fā)光二極管，可以看到二極管發(fā)光，說明氫氣和氧氣再氫氧化鈉溶液中形成了燃料電池，氧氣一端做正極，氫氣一端做負(fù)極，電流方向從正極a流向負(fù)極b，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，負(fù)極上氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，電池反應(yīng)式為：O₂+2H₂═2H₂O，
故答案為：a→b；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；O₂+2H₂═2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池和電解池原理，注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，為易錯(cuò)點(diǎn)．