Question

【题目】某同学利用CuSO4溶液，进行以下实验探究。

(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

【答案】 Cu2＋＋2e－=Cu 乙 O2 CH4－8e－＋10OH－=CO32—＋7H2O 0.28

【解析】（1）负极为Zn，Cu为正极，正极上铜离子得到电子发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu；溶液中阳离子向正极移动，即K+向乙中移动；（2）铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与b相连，b为原电池的正极，即b处通入O2，a处电极上发生的电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；当铜电极的质量减轻3.2g，则n（Cu）=3.2g÷64g/mol=0.05mol，已知Cu电极的反应为Cu-2e-=Cu2+，所以转移电子为0.1mol，燃料电池中CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，则n（CH4）=1/8n（e-）=0.125mol，所以消耗的CH4在标准状况下的体积为0.125mol×22.4L/mol=0.28L。