Question

【題目】根據原電池原理可以設計原電池，實現多種用途

(1) 可以用如圖所示裝置吸收SO2并制取硫酸，寫出通入SO2和O2的電極的電極反應式及反應的總方程式。

負極________________________________

正極________________________________

總反應_________________________________________。

(2) 如圖為氫氧燃料電池的結構示意圖，電解質溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒。當氧氣和氫氣分別連續不斷地從正、負兩極通入燃料電池時，便可在閉合回路中不斷地產生電流。

試回答下列問題：

①圖中通過負載的電子流動方向________(填“向左”或“向右”)。

②寫出氫氧燃料電池工作時電極反應方程式。

正極：_________________________，負極：____________________________，

③若將此燃料電池改進為直接以甲烷和氧氣為原料進行工作時，

正極反應式為__________________________________________________；

負極反應式為__________________________________________________。

Answer 1

【答案】SO2＋2H2O－2e－ = SO42-＋4H＋ O2＋4H＋＋4e－==2H2O 2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4 向右 2H2O＋O2＋4e－=4OH－ 2H2＋4OH－－4e－=H2O 2O2＋4H2O＋8e－=8OH－ CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O

【解析】

(1)負極SO2失電子與水反應生成硫酸根離子和氫離子；正極氧氣得電子與氫離子反應生成水；

(2)根據圖像可知，通入氫氣的一極為負極，氫氣失電子與氫氧根離子反應生成水；通入氧氣的一極為正極，得電子與水生成氫氧根離子，電池內部氫氧根離子向負極移動。

(1)負極SO2失電子與水反應生成硫酸根離子和氫離子，電極反應式為SO2＋2H2O－2e－ = SO42-＋4H＋；正極氧氣得電子與氫離子反應生成水，電極反應式為O2＋4H＋＋4e－==2H2O；兩極得失電子數目相等時相加，可得總反應式，為2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4；

(2) ①電子的流向為由負極流向正極，為向右；

②正極氧氣得電子與水生成氫氧根離子，電極反應式為2H2O＋O2＋4e－=4OH－；氫氣的一極為負極，氫氣失電子與氫氧根離子反應生成水，電極反應式為2H2＋4OH－－4e－=H2O；

③甲烷和氧氣為原料，KOH為電解質溶液，正極電極反應式不變為2O2＋4H2O＋8e－=8OH－；負極為甲烷失電子與氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O。