题目内容
6.如图所示,装置1为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置II实现铁棒上镀铜.①b处电极上发生的电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-.
②电镀结束后,装置I中溶液的pH变小,装置II中Cu2+的物质的量浓度不变.填(“变大”“变小”或“不变”)
③若完全反应后,装置II中阴极质量增加12.8g,则装置I中理论上消耗甲烷1.12I.(标准状况下).
分析 图Ⅰ为原电池,为甲烷燃烧电池,燃料甲烷做原电池负极反应物失电子发生氧化反应,图Ⅱ为电解池,铁棒镀铜,推断铁做电解池阴极,铜做电解池阳极;a为原电池负极,b为原电池正极;
①b处是氧气得到电子发生的电极反应;
②原电池反应是碱性溶液中进行消耗氢氧根生成水,溶液PH变小;装置Ⅱ是电镀阳极电极反应可知,铜离子浓度不变;
③依据原电池和电解池中电子守恒计算消耗甲烷的体积.
解答 解:图Ⅰ为原电池,为甲烷燃烧电池,燃料甲烷做原电池负极反应物失电子发生氧化反应,图Ⅱ为电解池,铁棒镀铜,推断铁做电解池阴极,铜做电解池阳极;a为原电池负极,b为原电池正极.
①b处是氧气得到电子发生的电极反应;电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
②原电池反应是碱性溶液中进行消耗氢氧根生成水,溶液PH变小;装置Ⅱ是电镀阳极电极反应可知,阳极电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu,铜离子浓度不变,
故答案为:变小,不变;
③装置Ⅱ中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu,质量增加12.8g为铜物质的量为0.2mol,转移电子为0.4mol,装置I中负极电极反应为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O理论上消耗甲烷物质的量为:0.05mol,标准状况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L,
故答案为:1.12.
点评 本题考查了原电池和电解池原理,根据电解池中Cu、Fe电极上发生的反应确定燃料电池中正负极及电极上通入的气体,再结合转移电子相等计算,难点是电极反应式的书写,题目难度中等.
练习册系列答案
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