Question

I．C₂H₆在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，利用该反应设计一个燃料电池，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，在电极上分别通入乙烷和氧气．通入乙烷气体的电极上发生的电极反应式是

 

．
Ⅱ．甲、乙两池的电极材料都是铁棒与碳棒（如图）．请回答下列问题：
（1）若两池中均盛放CuSO₄溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是：甲池中的

 

棒；乙池中的

 

棒．
②在乙池中碳棒一极的电极反应式是

 

．
（2）若两池中均盛放饱和NaCl溶液，反应一段时间后：
①写出乙池中发生的总反应的离子方程式

 

．
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近，发现试纸变蓝，待一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl₂将生成的I₂氧化．若反应的Cl₂和I₂的物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为

 

．
③若乙池转移0.02mol电子后停止实验，池中溶液的体积是200mL，溶液后的pH=

 

．（不考虑氯气的影响）

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：I．（1）燃料电池中燃料在负极失电子；
Ⅱ．（1）甲为原电池，Fe为负极，发生Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，乙为电解池，由电子流向可知，Fe为阴极，铜离子得到电子生成Cu，阳极上氢氧根离子放电；
（2）①电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气；
②在水溶液里，氯气能将碘氧化生成盐酸和碘酸；
③乙池转移0.02mole^-，由2e^-～2NaOH计算．

解答： 解：I．（1）燃料电池中燃料在负极失电子，则碱性条件下，C₂H₆失电子生成碳酸根离子，其电极方程式为：C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
故答案为：C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
Ⅱ．（1）①甲为原电池，Fe为负极，发生Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，所以碳电极上生成红色物质Cu，乙为电解池，由电子流向可知，Fe为阴极，铜离子得到电子生成Cu，故答案为：碳；铁；
②乙中阳极上氢氧根离子放电，电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）①电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气，离子反应为2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②乙池碳棒附近氯离子放电生成氯气，氯气氧化KI生成碘单质遇淀粉变蓝，离子反应为Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，过量的Cl₂将生成的I₂又氧化，若反应的Cl₂和I₂物质的量之比为5：1，且生成两种酸，Cl元素的化合价降低，生成盐酸，I元素的化合价升高，由电子守恒可知，5×2×（1-0）=1×2×（x-0），解得x=+5，生成物为碘酸，该化学反应为5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，
故答案为：5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl；
③乙池转移0.02mole^-，由2e^-～2NaOH可知，n（NaOH）=0.02mol，c（NaOH）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，所以pH=13，
故答案为：13．

点评：本题考查原电池和电解原理，明确工作原理及发生的电极反应是解答的关键，注意电极的判断和电子守恒的应用，题目难度中等．