Question

【題目】（1）熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視。可用熔融的碳酸鹽作為電解質(zhì)，向負(fù)極充入燃料氣CH4，用空氣與CO2的混合氣作為正極的助燃?xì)�，以石墨為電極材料，制得燃料電池。工作過程中，CO32-移向__極(填“正”或“負(fù)”)，已知CH4發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___，則另一極的電極反應(yīng)式為___。

（2）某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。

①如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)的氧化還原反應(yīng)：___(用離子方程式表示)設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，導(dǎo)線中通過__mol電子。

②其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨的電極反應(yīng)式為___。

③如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示，

一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是___，電極反應(yīng)式為___；乙裝置中石墨a為___極(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽”)，乙裝置中與銅絲相連石墨b電極上發(fā)生的反應(yīng)式為___，產(chǎn)物常用___檢驗(yàn)。

Answer 1

【答案】負(fù) CH4＋4CO32-－8e－=5CO2＋2H2O 2O2+8e-+4CO2=4CO32- Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu 0.2 2H＋＋2e－=H2↑ 溶液變紅 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 陰 2Cl－－2e－=Cl2↑ 濕潤的淀粉碘化鉀試紙

【解析】

(1)向負(fù)極充入燃料氣CH4，用空氣與CO2的混合氣作為正極的助燃?xì)�，以石墨為電極材料，燃料電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；燃料電池中正極上氧氣得電子生成碳酸根離子；

(2)①圖為原電池反應(yīng)，Fe為負(fù)極，發(fā)生：Fe-2e-=Fe2-，石墨為正極，發(fā)生Cu2++2e-=Cu，根據(jù)總反應(yīng)結(jié)合差量法計(jì)算；②氯化銨中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，據(jù)此分析解答；③若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨b相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，乙為電解池裝置，據(jù)此分析解答。

(1)電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則裝置中CO32-向負(fù)極移動(dòng)；CH4在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正極上氧氣得電子生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2CO2=2CO32-，故答案為：負(fù)；CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O；O2+4e-+2CO2=2CO32-；

(2)①圖中為原電池反應(yīng)，Fe為負(fù)極，發(fā)生：Fe-2e-=Fe2-，石墨為正極，發(fā)生Cu2++2e-=Cu，總反應(yīng)式為Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，則

Fe+Cu2+＝Fe2++Cu 兩極質(zhì)量差△m 轉(zhuǎn)移電子

56g 64g 56g+64g=120g 2mol

12g n

有：=，解得：n=0.2mol，故答案為：Fe+Cu2+＝Fe2++Cu；0.2；

②氯化銨溶液中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，實(shí)質(zhì)是NH4++H2ONH3H2O+H+，石墨為正極，石墨電極上發(fā)生2H++2e-=H2↑，故答案為：2H++2e-＝H2↑；

③若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨b相連成n型，甲裝置為原電池，發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，鐵為負(fù)極，銅為正極，正極上發(fā)生 O2+2H2O+4e-＝4OH-，銅絲附近溶液呈堿性，滴加酚酞，溶液變紅；乙為電解池裝置，乙裝置中石墨b為陽極，石墨a為陰極，陽極上發(fā)生2Cl--2e-＝Cl2↑，生成的氯氣可用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，故答案為：溶液變紅；O2+2H2O+4e-＝4OH-；陰；2Cl--2e-＝Cl2↑；濕潤淀粉碘化鉀試紙。