题目

题型：不详难度：来源：

（10分）氢氧燃料电池的实验装置如图所示，回答下列有关该实验的问题。

（1）要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是：先_______，电解一段时间后，__________；
（2）在实验的全过程中能量的主要转化形式是                      ；
（3）写出下列两种操作时的电极反应式，并注明电极名称：
①按下开关S₁，断开开关S₂，一段时间后：  C₁为    极，电极反应：               ；
②断开开关S₁，迅速按下开关S₂：（提示：此时C₁附近溶液显碱性，C₂附近溶液显酸性）C₂为______极， 电极反应：                              。

答案

（1）关闭S₁（1分）；打开S₁，关闭S₂（1分）
（2）电能→化学能→电能 (或电能→化学能→电能→光能) （2分）
（3）①阴极（1分）     2H⁺+2e^－＝H₂↑(其他合理形式也可给分)（2分）
②正极（1分）    O₂+ 4H⁺ + 4e^－＝2H₂O（2分）

解析

试题分析：（1）要使发光二极管发亮，则需要电源。由于要形成原电池，根据装置图可知需要燃料氢气和氧化剂氧气，所以实验时的操作顺序是先关闭S₁，电解碳酸钠溶液生成氢气和氧气，电解一段时间后，打开S₁，关闭S₂从而构成原电池对外供电；
（2）根据（1）中的分析可知，在实验的全过程先是电解池，然后是原电池，所以能量的主要转化形式是电能→化学能→电能；
（3）①按下开关S₁，断开开关S₂，则构成电解池，C₁与电源的负极相连为阴极，溶液中的氢离子放电，因此电极反应为2H⁺+2e^－＝H₂↑；
②断开开关S₁，迅速按下开关S₂，则此时构成原电池，C₂电极上氧气得到电子为正极，电极反应O₂+ 4H⁺ + 4e^－＝2H₂O。