Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池（如下圖所示），目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜。

根據(jù)要求回答相關(guān)問(wèn)題：

（1）通入氫氣的電極為________（填“正極”或“負(fù)極”），負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________。

（2）石墨電極為________（填“陽(yáng)極”或“陰極”），反應(yīng)一段時(shí)間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，________（填“鐵極”或“石墨極”）區(qū)的溶液先變紅。

（3）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間，硫酸銅溶液濃度將________（填“增大”“減小”或“不變”）。精銅電極上的電極反應(yīng)式為____________________。

Answer 1

【答案】 負(fù)極 H2－2e－＋2OH－===2H2O 陽(yáng)極 鐵極 減小 Cu2＋＋2e－===Cu

【解析】（1）燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，屬于原電池，投放燃料的電極是負(fù)極，投放氧化劑的電極是正極，所以通入氫氣的電極是負(fù)極，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：H2－2e－＋2OH－=2H2O；（2）乙池是連接在燃料電池下，有外接電源屬于電解池，鐵電極連接原電池的負(fù)極，所以是陰極，則石墨電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣；陰極上氫離子放電，導(dǎo)致陰極附近氫氧根離子濃度大于氫離子濃度溶液呈堿性，所以反應(yīng)一段時(shí)間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液鐵極區(qū)的溶液先變紅；（4）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，陽(yáng)極上不僅銅還有鋅失電子進(jìn)入溶液，陰極上析出銅，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等知，陽(yáng)極上溶解的銅小于陰極上析出的銅，所以丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間，硫酸銅溶液濃度將減��；精銅電極是陰極，電極反應(yīng)式為：Cu2＋＋2e－=Cu。