Question

（1）以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可以构成燃料电池．该电池的负极反应式为

 

．
（2）用如图所示装置进行电解：
①若A、B均为石墨电极，C为足量CuSO₄溶液，则电解的总反应方程式为

 

．电解一段时间后，取出电极，向电解液中加入适量的

 

（填化学式）可使C溶液恢复到电解前的成分和浓度．
②若A、B均为铂电极，C为Na₂SO₄溶液（含酚酞），电解一段时间后，

 

（填“A”或“B”）极附近显红色；将电极取出，搅拌使溶液混合均匀，测得溶液的pH

 

7（填“＜”、“=”或“＞”）．
③若A、B为同一材料的电极，C为CuCl₂溶液，电解过程中CuCl₂溶液的浓度始终保持不变，则A、B为

 

（填化学式）电极；当电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重

 

g．

Answer 1

考点：常见化学电源的种类及其工作原理,电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子发生氧化反应；
（2）①若A、B均为石墨电极，电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电；
要使C溶液恢复到电解前的成分和浓度，根据“析出什么加入什么”的原则加入物质；
②若A、B均为铂电极，C为Na₂SO₄溶液（含酚酞），电解硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电；
实质上是电解水，溶液仍然呈中性；
③若A、B为同一材料的电极，C为CuCl₂溶液，电解过程中CuCl₂溶液的浓度始终保持不变，说明该电池使用电镀池；根据铜和转移电子之间的关系式计算．

解答： 解：（1）该燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）①若A、B均为石墨电极，电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，所以其电池反应式为2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑；
要使C溶液恢复到电解前的成分和浓度，根据“析出什么加入什么”的原则加入物质，阳极上生成氧气，阴极上生成铜，所以析出的物质相当于氧化铜，碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和二氧化碳，则可以向溶液中加入氧化铜或碳酸铜，
故答案为：2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑；CuO 或CuCO₃；
②若A、B均为铂电极，C为Na₂SO₄溶液（含酚酞），电解硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，阴极附近的氢离子是水电离的，所以阴极附近还有大量的氢氧根离子，则溶液碱性较强，阳极附近有大量氢原子，酸性较强，所以电解一段时间后，B极附近显红色；
硫酸钠是强酸强碱盐，其溶液呈中性，电解硫酸钠溶液时实质上是电解水，所以溶液仍然呈中性，只是硫酸钠的浓度增大，
故答案为：B；=；
③若A、B为同一材料的电极，C为CuCl₂溶液，电解过程中CuCl₂溶液的浓度始终保持不变，说明该电池使用电镀池，阴阳极材料是铜，阴极上铜离子得电子生成铜，当电路中有0.04mol电子通过时，阴极增加质量=

0.04mol

2

×64g/mol=1.28g，
故答案为：Cu；1.28．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确各个电极上得失电子的物质是解本题关键，注意（2）①可以向溶液中加入碳酸铜而使溶液恢复原状，很多同学往往漏掉碳酸铜而导致错误，为易错点．