Question

如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并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。请按要求回答相关问题:

（1）甲烷燃料电池负极电极反应式是:                                        
（2）石墨电极(C)的电极反应式为                                       
（3）若在标准状况下，有2． 24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体体积为_  L;丙装置中阴极析出铜的质量为      g
（4）某同学利甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)₂的实验装置(如图所示)。若用于制漂白液时a为电池_  极，电解质溶液最好用_        。若用于制   Fe(OH)₂，使用硫酸钠做电解质溶液，阳极选用      作电极。

Answer 1

（1）CH₄－8e^－＋10OH^－=CO₃^2－＋7H₂O
（2）2Cl^－－2e^－=Cl₂↑
（3）4．48   12．8
（4）负 饱和氯化钠溶液或食盐水 铁

试题分析：甲为燃料电池，甲烷通入一极为负极，氧气通入一极为正极；乙为电解池，Fe为阴极，C为阳极，实质为电解饱和食盐水；丙为电解池，粗铜为阳极，精铜为阴极，实质为精炼铜。
（1）注意在碱性环境中进行的电极反应产物为CO₃^2－；
（2）石墨电极(C)的电极为阳极，阴离子放电；
（3）标准状况下，2．24L氧气的物质的量为0．1mol，参与反应转移电子数为0．4mol ;铁电极为阴极，阳离子放电：2H^＋＋2e^－=H₂，则放出氢气0．2mol，即为4．48L；丙装置中阴极反应式为：Cu^2＋＋2e^－=Cu，则析出铜0．2mol，即为12．8g。
（4）用于制漂白液时利用电解饱和氯化钠溶液或食盐水，同时利用生成的NaOH溶液吸收生成的Cl₂进而生成漂白液，因此Cl₂要在B极生成才可被NaOH溶液吸收完全。 用于制Fe(OH)₂时需要铁做阳极放电生成亚铁离子：Fe－2e^－=Fe^2＋