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用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示,a、b为惰性电极.(1)通入O2的一极为极,电极反应式;通入H2的一极为极,总方程式为;pH(增大、
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(1)通入O2的一极为______极,电极反应式______;通入H2的一极为______极,总方程式为______;pH______(增大、减小或不变).
(2)a极是______极,电极反应式为______;b极是______极,电极反应式为______;总的化学反应方程式为
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
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2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
;pH______.
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(3)若b电极质量增加12.8g,则转移电子的物质的量为______,a电极放出的气体为______L(标准状况下)
▼优质解答
答案和解析
左边装置是氢氧燃料电池,所以是原电池,原电池放电时,燃料失电子发生氧化反应,所以投放燃料的电极为负极,投放氧化剂的电极为正极,正极上氧化剂得电子发生还原反应,由于电解质溶液呈酸性,负极反应为:2H++2e-═H2↑,正极反应为:O2+4e-+4H+═2H2O;电池总反应为2H2+O2═2H2O,反应过程中生成水,电解质溶液浓度减小;右边装置有外接电源,所以是电解池,连接负极的b电极是阴极,连接正极的a电极是阳极,阳极上失电子发生氧化反应,阴极上得电子发生还原反应;
(1)依据分析可知,通入氧气 电极为正极,电极反应为:O2+4e-+4H+═2H2O;通氢气的电极为负极,电池反应为:2H2+O2═2H2O;反应过程中生成水,电解质溶液浓度减小,氢离子浓度减小,溶液pH增大;
故答案为:正,O2+4e-+4H+═2H2O,负,2H2+O2═2H2O,增大;
(2)右边装置有外接电源,所以是电解池,连接负极的b电极是阴极,溶液中的铜离子得到电子发生还原反应生成铜,连接正极的a电极是阳极,溶液中的氢氧根离子失电子发生氧化反应,阳极上失电子发生氧化反应,电极反应是4OH--4e-═2H2O+O2↑;阴极上得电子发生还原反应,电极反应是Cu2++2e-═Cu;电解池中的化学方程式为:2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4,电解过程中生成硫酸溶液氢离子浓度增大,溶液pH减小;
故答案为:阳,4OH--4e-═2H2O+O2↑;阴,Cu2++2e-═Cu;2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4;减小;
(3)若b电极质量增加12.8g,为铜的质量,物质的量为0.2mol,转移电子物质的量为0.4mol,a电极为阳极,电极反应4OH--4e-═2H2O+O2↑;依据电子守恒计算得到生成氧气0.1mol,标准状况体积为2.24L;
故答案为:0.4mol,2.24L;
(1)依据分析可知,通入氧气 电极为正极,电极反应为:O2+4e-+4H+═2H2O;通氢气的电极为负极,电池反应为:2H2+O2═2H2O;反应过程中生成水,电解质溶液浓度减小,氢离子浓度减小,溶液pH增大;
故答案为:正,O2+4e-+4H+═2H2O,负,2H2+O2═2H2O,增大;
(2)右边装置有外接电源,所以是电解池,连接负极的b电极是阴极,溶液中的铜离子得到电子发生还原反应生成铜,连接正极的a电极是阳极,溶液中的氢氧根离子失电子发生氧化反应,阳极上失电子发生氧化反应,电极反应是4OH--4e-═2H2O+O2↑;阴极上得电子发生还原反应,电极反应是Cu2++2e-═Cu;电解池中的化学方程式为:2CuSO4+2H2O
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故答案为:阳,4OH--4e-═2H2O+O2↑;阴,Cu2++2e-═Cu;2CuSO4+2H2O
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(3)若b电极质量增加12.8g,为铜的质量,物质的量为0.2mol,转移电子物质的量为0.4mol,a电极为阳极,电极反应4OH--4e-═2H2O+O2↑;依据电子守恒计算得到生成氧气0.1mol,标准状况体积为2.24L;
故答案为:0.4mol,2.24L;
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