Question

能量是一個(gè)世界性的話(huà)題，如何充分利用能量、開(kāi)發(fā)新能源，為人類(lèi)服務(wù)是廣大科技工作者不懈努力的目標(biāo)．
（1）如圖所示，組成一個(gè)原電池．
①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)：Cu電極是

 

（ 填“正”或“負(fù)”，下同 ）極，其電極反應(yīng)為

 

；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)：Cu電極是

 

極，其電極反應(yīng)為

 

．
（2）航天技術(shù)上使用的氫-氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)．氫-氧燃料電池有酸式、堿式和非水三種，它們放電時(shí)的電池總反應(yīng)方程式均可表示為：2H₂+O₂=2H₂O．
①堿式氫-氧燃料電池中的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)表示為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，其負(fù)極反應(yīng)可表示為

 

；
②非水電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O^2-，其負(fù)極反應(yīng)可表示為：2H₂+2O^2--4e^-=2H₂O，其正極反應(yīng)表示為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）在原電池中，易失電子的電極為負(fù)極，另一個(gè)電極為正極，
①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，鐵易失電子作負(fù)極、Cu作正極，正極上氫離子放電；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)，銅易失電子作負(fù)極，負(fù)極上銅失電子生成銅離子；
（2）①堿式氫-氧燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，可用總反應(yīng)式減正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)式；
②正極發(fā)生還原反應(yīng)，O₂得電子生成O^2-．

解答： 解：（1）（1）①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，鐵易失電子作負(fù)極、Cu作正極，正極上氫離子放電，Cu電極上電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)，鐵和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以銅易失電子作負(fù)極，負(fù)極上銅失電子生成銅離子，電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：負(fù)；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）①堿式氫-氧燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，總反應(yīng)式減正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)式為2H₂+40H^-4e^-=4H₂O，
故答案為：2H₂+40H^-4e^-=4H₂O；
②正極發(fā)生還原反應(yīng)，O₂得電子生成O^2-，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-=2O^2-，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，可根據(jù)電極反應(yīng)物判斷所發(fā)生的反應(yīng)，注意電解質(zhì)的類(lèi)型，此為解答該題的關(guān)鍵．