Question

（10分）氫氧燃料電池的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，回答下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的問題。

（1）要使發(fā)光二極管發(fā)亮，實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作順序是：先_______，電解一段時(shí)間后，__________；

（2）在實(shí)驗(yàn)的全過程中能量的主要轉(zhuǎn)化形式是 ；

（3）寫出下列兩種操作時(shí)的電極反應(yīng)式，并注明電極名稱：

①按下開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，一段時(shí)間后： C1為 極，電極反應(yīng)： ；

②斷開開關(guān)S1，迅速按下開關(guān)S2：（提示：此時(shí)C1附近溶液顯堿性，C2附近溶液顯酸性）C2為______極， 電極反應(yīng)： 。

 

Answer 1

（1）關(guān)閉S1（1分）；打開S1，關(guān)閉S2（1分）

（2）電能→化學(xué)能→電能 (或電能→化學(xué)能→電能→光能) （2分）

（3）①陰極（1分） 2H++2e－＝H2↑(其他合理形式也可給分)（2分）

②正極（1分） O2+ 4H+ + 4e－＝2H2O（2分）

【解析】

試題分析：（1）要使發(fā)光二極管發(fā)亮，則需要電源。由于要形成原電池，根據(jù)裝置圖可知需要燃料氫氣和氧化劑氧氣，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作順序是先關(guān)閉S1，電解碳酸鈉溶液生成氫氣和氧氣，電解一段時(shí)間后，打開S1，關(guān)閉S2從而構(gòu)成原電池對外供電；

（2）根據(jù)（1）中的分析可知，在實(shí)驗(yàn)的全過程先是電解池，然后是原電池，所以能量的主要轉(zhuǎn)化形式是電能→化學(xué)能→電能；

（3）①按下開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，則構(gòu)成電解池，C1與電源的負(fù)極相連為陰極，溶液中的氫離子放電，因此電極反應(yīng)為2H++2e－＝H2↑；

②斷開開關(guān)S1，迅速按下開關(guān)S2，則此時(shí)構(gòu)成原電池，C2電極上氧氣得到電子為正極，電極反應(yīng)O2+ 4H+ + 4e－＝2H2O。

考點(diǎn)：考查電化學(xué)原理的應(yīng)用