Question

该同学利用制得的CuSO₄溶液及如图所示装置，进行以下实验探究。

图一　　          　　　　　　　　　　图二
(1)图一是根据反应Zn＋CuSO₄=Cu＋ZnSO₄设计成的锌铜原电池。Cu极的电极反应式是_____________________________________________________，
盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K^＋向________(填“甲”或“乙”)池移动。
(2)图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是________(填“CH₄”或“O₂”)，a处电极上发生的电极反应是_____________________________________________；
当铜电极的质量减轻3.2 g时，消耗的CH₄在标准状况下的体积为________L。

Answer 1

　(1)Cu^2＋＋2e^－=Cu　乙
(2)O₂　CH₄－8e^－＋10OH^－=CO₃^2—＋7H₂O　0.28

　(1)铜锌原电池中，较不活泼的铜作正极，正极发生还原反应，即Cu极的电极反应式为Cu^2＋＋2e^－=Cu，原电池工作时，阳离子向正极方向移动，即向乙池移动。(2)要想实现铁上镀铜，则铁作阴极，铜作阳极，即b处电极为正极，a处电极为负极，则b处通O₂；a处电极上发生氧化反应，即CH₄－8e^－＋10OH^－=CO₃^2—＋7H₂O。由电子守恒可知，铜电极质量减轻3.2 g，即0.05 mol Cu参与反应，转移电子0.1 mol，则：
CH₄　～　  8e^－
22．4　　　8
V　　　　0.1
解得V＝0.28，即消耗的甲烷在标准状况下的体积为0.28 L。