题目内容

1．有图所示装置，装置A是氢氧燃料电池，已知该装置工作时电子从b极流向Fe电极．
（1）b极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O，a极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，
C电极反应式为4Cl--4e-=2Cl2↑．
（2）若装置B中溶液体积为100mL，假设反应前后溶液体积不变，当装置A中消耗0.05mol氢气时，装置B中溶液的pH为14，此时要恢复原溶液的浓度需加入HCl（填化学式）．
（3）若将装置B改为电解精炼铜，则粗铜作阳极，阴极反应为Cu2++2e-=Cu．

分析 装置A是氢氧燃料电池，已知该装置工作时电子从b极流向Fe电极，则b为负极，a为正极，负极上氢气失电子生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，C为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，结合电子守恒计算．

解答 解：装置A是氢氧燃料电池，已知该装置工作时电子从b极流向Fe电极，则b为负极，a为正极，负极上氢气失电子生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，C为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，
（1）b为负极，负极上氢气失电子生成水，其电极反应为：2H2-4e-+4OH-=4H2O；a为正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极的电机反为：O2+4e-+2H2O=4OH-；C为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，其电极方程式为：4Cl--4e-=2Cl2↑；
故答案为：2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；4Cl--4e-=2Cl2↑；
（2）若装置B中溶液体积为100mL，假设反应前后溶液体积不变，当装置A中消耗0.05mol氢气时，则转移电子为0.1mol，装置B中溶液中消耗0.1mol氢离子，生成0.1mol氢氧根离子，所以氢氧根离子的浓度为1mol/L，则溶液的pH为14；电解方程式为：2H2O+2Cl-$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-，溶液中减少了Cl、H两种元素，所以要加HCl恢复原溶液的浓度；
故答案为：14；HCl；
（3）电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阴极上铜离子得电子生成Cu，则阴极反应为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：阳；Cu2++2e-=Cu．

点评 本题考查了原电池和电解池的有关知识，做题时注意电子流向判断正负极和阴阳极，注意把握电极方程式的书写方法，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．

练习册系列答案
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