Question

【題目】某同學設計了甲烷燃料電池并探究某些工業(yè)電解原理(如圖所示)，其中乙裝置為探究氯堿工業(yè)原理(X為陽離子交換膜，C為石墨電極)，丙裝置為探究粗銅精煉原理。請回答下列問題：

（1）從 b口通入的氣體發(fā)生的電極反應為______________________________。

（2）寫出乙中發(fā)生的總反應的離子方程式為________________________________。

（3）當b口消耗標況下2.24L的氣體時，則A極增重質(zhì)量為__________________

Answer 1

【答案】CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 12.8g

【解析】

(1)乙裝置為探究氯堿工業(yè)原理(X為陽離子交換膜，C為石墨電極)，則Fe作陰極、碳作陽極，所以通入a的電極材料是正極、通入b的電極為負極；

(2)乙中陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子；

(3)根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計算丙裝置中析出銅的質(zhì)量。

(1)根據(jù)分析可知通入b的電極為負極，甲烷燃料電池中負極通入甲烷，所以電極方程式為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．故答案為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；

(2)乙中陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，則電池反應式為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故答案為：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

(3)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，若在標準狀況下，有2.24L氧氣參加反應，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量==0.4mol，A極發(fā)生反應2Cu 2++2e-=Cu，轉(zhuǎn)移0.4mol電子時生成Cu的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量為0.2mol×64g/mol=12.8g，故答案為：12.8g。