电化学原理在工农业生产及日常生活中应用广泛．(1)模拟铁的电化学防护装置如图如图一所示:当开关K置于M处.E电极材料应为 ,当开关 K E置于N处.E为碳棒时.N与电源的极连接． (2)某人设想用图二所示装置利用电化学原理生产硫酸.写出M电极的电极反应式: ． (3)图三所示装置中.Ⅰ是甲烷燃料电池的结构示意图.在Ⅱ中实现铜的电解精炼.则a电极的材料� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

电化学原理在工农业生产及日常生活中应用广泛．
（1）模拟铁的电化学防护装置如图如图一所示：当开关K置于M处，E电极材料应为

；当开关 K E置于N处、E为碳棒时，N与电源的

极连接．
（2）某人设想用图二所示装置利用电化学原理生产硫酸，写出M电极的电极反应式：

．
（3）图三所示装置中，Ⅰ是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH 溶液）的结构示意图，在Ⅱ中实现铜的电解精炼，则a电极的材料是

；若Ⅱ中阴极上析出铜 3.2g，则消耗的 CH₄在标准状况下的体积是

L．

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）铁的电化学防护装置，K置于M处，是原电池，E电极材料应为比铁活泼的金属锌做负极，当开关K置于N处为电解池，铁做阴极，E为碳棒时做阳极，N与电源正极相连；
（2）原电池负极发生氧化反应，SO₂被氧化生成SO₄^2-；
（3）在Ⅱ中实现铜的电解精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极，连接阳极的是原电池正极，正极上得电子发生还原反应，负极上失电子发生氧化反应，根据转移电子数相等计算甲烷的体积．

解答： 解：（1）铁的电化学防护装置，K置于M处，是原电池，E电极材料应为比铁活泼的金属锌做负极，当开关K置于N处为电解池，铁做阴极，E为碳棒时做阳极，N与电源正极相连，故答案为：锌；正；
（2）原电池负极M电极发生氧化反应，SO₂被氧化生成SO₄^2-，M电极电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（3）甲烷碱性燃料电池为电源，总电极反应式为CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜的电解精炼，精铜作电解池的阴极，连接甲烷燃料电源的负极，所以b应为精铜，粗铜作电解池的阳极，连接甲烷燃料电源的正极，所以a应为粗铜．甲烷碱性燃料电池CH₄放电，发生氧化反应，电极反应式是CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
根据电子转移守恒8n（CH₄）=2n（Cu）=2×

3.2g

64g/mol

=0.1mol，
n（CH₄）=

mol，所以v（CH₄）=

mol×22.4L/mol=0.28L，
故答案为：粗铜；0.28．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，要注意结合电解质溶液的酸碱性写电极反应式，燃料电池电极反应式的书写是学习的难点．