Question

【题目】电化学原理具有极为广泛的应用，请回答下列问题:

（1）电镀是防止金属腐蚀的重要方法，铁制品表面上镀铜的装置示意图如图所示：

①A电极对应的金属是__________(写元素名称)。

②电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为a g，则电镀时电路中通过的电子为_________mol。

（2）工业上常用电解熔融氯化镁获得金属镁，若电解槽中有水分，则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率，写出生成MgO 的化学方程式_________________。

（3）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如图所示：

①该电池的正极反应式为__________________。

②若用该电池为电源，用惰性电极电解CuSO4溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1mol Cu2(OH)2CO3，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为____________。

Answer 1

【答案】铜a/642MgOHCl+Mg＝2MgO+MgCl2+H2↑ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－5.6L

【解析】

(1)①在铁上镀铜时，铜作阳极连接原电池正极，铁作阴极连接原电池负极，所以A为铜，B为铁，铁电极上铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为Cu2++2e-═Cu，故答案为：铜；

②电镀时，阳极上金属失电子导致金属质量减少，阴极上析出金属，导致质量增加，电镀后两极质量差的一半为阴极上析出的铜质量，所以阴极上析出铜的质量=ag×=g，转移电子的物质的量=×2=mol，故答案为：；

(2)生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应生成MgO，氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑，故答案为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑；

(3)①根据“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置图中微粒变化可知，ClO-在正极放电，生成Cl-，结合碱性的环境，正极反应式：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-，故答案为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；

②电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：第一阶段2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑，将碱式碳酸铜化学式改变为2CuOH2OCO2，所以加入0.1molCu2(OH)2CO3 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，加入0.2molCuO说明电解放出了0.1mol氧气，电解0.1mol水生成0.1mol氢气和0.05mol氧气，共生成气体0.1mol+0.1mol+0.05mol=0.25mol，气体在标准状况下的体积=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为：5.6L。