Question

【题目】某同学设计了甲烷燃料电池并探究某些工业电解原理(如图所示)，其中乙装置为探究氯碱工业原理(X为阳离子交换膜，C为石墨电极)，丙装置为探究粗铜精炼原理。请回答下列问题：

（1）从 b口通入的气体发生的电极反应为______________________________。

（2）写出乙中发生的总反应的离子方程式为________________________________。

（3）当b口消耗标况下2.24L的气体时，则A极增重质量为__________________

Answer 1

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

【解析】

(1)乙装置为探究氯碱工业原理(X为阳离子交换膜，C为石墨电极)，则Fe作阴极、碳作阳极，所以通入a的电极材料是正极、通入b的电极为负极；

(2)乙中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子；

(3)根据串联电池中转移电子数相等计算丙装置中析出铜的质量。

(1)根据分析可知通入b的电极为负极，甲烷燃料电池中负极通入甲烷，所以电极方程式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；

(2)乙中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，则电池反应式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

(3)串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则转移电子的物质的量==0.4mol，A极发生反应2Cu 2++2e-=Cu，转移0.4mol电子时生成Cu的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×64g/mol=12.8g，故答案为：12.8g。