Question

【題目】I．圖中甲池的總反應式為。

（1）甲池中負極上的電極反應式為_______________。

（2）乙池中石墨電極上發(fā)生的反應為______________。

（3）要使乙池恢復到電解前的狀態(tài)，應向溶液中加入適量的______________。

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

（4）若將乙池中兩個電極改成等質(zhì)量的Fe和Cu，實現(xiàn)在Fe上鍍Cu，當甲中消耗1.6gN2H4時，乙池中兩個電極質(zhì)量差為______g。

II．氫能將成為21世紀的主要能源。太陽能光伏電池電解水可制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關連接K1或K2，可交替得到H2和O2。

（1）制H2時，連接________（填K1或K2），產(chǎn)生H2的電極反應式是_________________，溶液PH___________（填“增大”、“減小”、“不變”）。

（2）改變開關連接方式，可得O2，此時電極3的反應式為：__________________。

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）由總反應可知，甲池中負極反應物為N2H4，還原產(chǎn)物為N2，該電解質(zhì)環(huán)境為強堿性，故其電極反應式為：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O；

（2）乙池中石墨電極連接的甲池中的正極，故石墨電極為陽極，電解硫酸銅溶液的陽極反應物為水電離出的OH-，故石墨電極上發(fā)生的反應為：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；

（3）乙池中發(fā)生的反應為2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，若要使電解質(zhì)溶液恢復至原狀態(tài)，則需要加入Cu和O，且二者實際加入的原子之比為1:1，故可加入CuO或CuCO3，故答案為A、C；

（4）若要實現(xiàn)在Fe上鍍Cu，則Fe作陰極，Cu作陽極；當甲中消耗1.6gN2H4時，即消耗0.05mol N2H4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：0.05mol×2×2=0.2mol，乙池中Fe電極上析出Cu的物質(zhì)的量為0.1mol，其電極材料質(zhì)量增加0.1mol×64g/mol=6.4g，Cu電極上Cu被消耗0.1mol，其質(zhì)量減少0.1mol×64g/mol=6.4g，故兩個電極質(zhì)量差6.4g+6.4g=12.8g；

II.（1）電解水生成氫氣和氧氣，氧氣在陽極生成，氫氣在陰極生成，則應連接K1；電極方程式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-；該溶液為堿性電解液，電解水的過程中，水被消耗，溶液中溶質(zhì)濃度增大，pH增大；

故答案為：K1；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；增大；

（2）改變開關連接方式時，電極3為陰極，發(fā)生還原反應，由圖可知，其電極反應式為：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－。