科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属

Question

科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH 4 和空气，其中固体电解质是掺杂了Y 2 O 3 的ZrO 2 固体，它在高温下能传导阳极生成的O 2 － 离子(O 2 ＋4e － ―→2O 2 － )。 (1)c电极的名称为 ，d电极上的电极反应式为 。(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L －1 CuSO 4 溶液，a电极上的电极反应式为 ，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH＝ (不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入 (填序号)。a．CuO b．Cu(OH) 2 c．CuCO 3 d．Cu 2 (OH) 2 CO 3

Answer 1

(1)正极 CH 4 ＋4O 2 － －8e － =CO 2 ↑＋2H 2 O (2)4OH － －4e － =2H 2 O＋O 2 ↑ 1 ac

(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为：CH 4 ＋4O 2 － －8e － =CO 2 ＋2H 2 O。 (2)用惰性电极电解CuSO 4 溶液时，阳极(a电极)反应式：4OH － －4e － =2H 2 O＋O 2 ↑；阴极反应式：2Cu 2 ＋ ＋4e － =2Cu， n(O 2 )＝ ＝2.5×10 －3 mol。 线路中转移电子的物质的量为2.5×10 －3 mol×4＝0.01 mol，溶液中c(H ＋ )＝ ＝0.1 mol/L， pH＝－lg 0.1＝1。加入CuO或CuCO 3 与溶液中的H ＋ 反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。