Question

【题目】某同学设计一个燃料电池（如下图所示），目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题：

（1）通入氢气的电极为________（填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为__________。

（2）石墨电极为________（填“阳极”或“阴极”），反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________（填“铁极”或“石墨极”）区的溶液先变红。

（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________（填“增大”“减小”或“不变”）。精铜电极上的电极反应式为____________________。

Answer 1

【答案】 负极 H2－2e－＋2OH－===2H2O 阳极 铁极 减小 Cu2＋＋2e－===Cu

【解析】（1）燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以通入氢气的电极是负极，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为：H2－2e－＋2OH－=2H2O；（2）乙池是连接在燃料电池下，有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以是阴极，则石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气；阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液呈碱性，所以反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液铁极区的溶液先变红；（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜还有锌失电子进入溶液，阴极上析出铜，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小；精铜电极是阴极，电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu。