题目内容
9．
某同学设计了一个氢氧燃料电池（如图所示），目的是探究氯碱工业（人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业）原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜．（1）在甲装置中，通入氢气的电极为负极（填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O．与铅蓄电池相比，氢氧燃料电池的优点是无需充电、连续供电、对环境友好．
（2）在乙装置中，石墨电极为阳极（填“阳极”或“阴极”），石墨电极上的电极反应式是2Cl--2e-═Cl2↑，检验该电极反应产物的方法是将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有氯气产生；反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，铁极区（填“铁极”或“石墨极”）的溶液先变红．电解饱和食盐水的离子方程式是2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑．
（3）在丙装置中，如果粗铜中含有锌、银等杂质，反应一段时间后，硫酸铜溶液浓度将减小，（填“增大”“减小”或“不变”）．精铜电极上的电极反应式为Cu2++2e-═Cu．
（4）在标准状况下，甲装置中若有140mL氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为0.28升；丙装置中阴极析出铜的质量为0.8g．
分析 （1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，根据燃料电池的产物判断该电池的优点；
（2）电解饱和氯化钠溶液时，连接原电池负极的电极是阴极，连接原电池正极的电极是阳极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气，根据电解池的工作原理来回答；
（3）粗铜精炼时，粗铜作阳极，阳极上金属失电子，阴极上铜离子得电子，根据阴阳极上金属的变化确定溶液中铜离子是否变化；
（4）串联电池中转移电子数相等，根据转移电子数相等计算乙装置中铁电极上生成的气体的分子数及丙装置中阴极析出铜的质量．
解答 解：（1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，负极上失电子发生氧化反应H2-2e-+2OH-═2H2O，正极上氧化剂得电子发生还原反应，与铅蓄电池相比，氢氧燃料电池无需充电、连续供电、对环境友好．
故答案为：负极、H2-2e-+2OH-═2H2O、无需充电、连续供电、对环境友好；
（2）电解饱和氯化钠溶液时，连接原电池负极的Fe电极是阴极，连接原电池正极的石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电，即2Cl--2e-═Cl2↑；氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气，即：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑；
故答案为：阳极；2Cl--2e-═Cl2↑；将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有氯气产生；铁极；2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑；
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜还有锌、银失电子进入溶液，阴极上精铜析出铜，即Cu2++2e-═Cu，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小，
故答案为：减小；Cu2++2e-═Cu；
（4）根据串联电池中转移电子数相等得氧气、氢气和铜的关系式为：O2～2H2～2Cu，设生成氢气的物质的量是x，生成铜的物质的量是y．
O2～2H2～2Cu
1 2 2
140mL x y
x=280mL=0.28L，物质的量是0.0125mol，产生金属铜的质量是0.0125mol×64g/mol=0.8g，
故答案为：0.28；0.8g．
点评 本题以原电池和电解池原理为载体考查了电极反应式的书写、物质的量的有关计算等知识点，注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，燃料相同，如果电解质溶液不同，电极反应式则不同，为易错点．
| A． | 煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 | |
| B． | 乙烯和聚乙烯都是不饱和烃，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 | |
| C． | 1mol苯分子中含有碳碳双键数为3NA | |
| D． | 要检验溴乙烷中的溴元素，可加入Na0H溶液共热一会儿，冷却后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成 |
某化学兴趣小组，拟探究和比较SO2和Cl2的漂白性，设计如下图所示的实验装置二套．请你参与探究并回答下列问题．| A． | H2O和H2O2互为同素异形体 | B． | O2和O3互为同位素 | ||
| C． | 乙醇和二甲醚互为同分异构体 | D． | 12C、13C为同一种核素 |
| A． | 铝热反应 | B． | 工业炼铁 | ||
| C． | Na2O2用于呼吸面具中 | D． | 实验室制氨气 |
| A． | Ag是短周期元素 | |
| B． | 主族元素的最高价都等于其最外层电子数 | |
| C． | Ne元素属于零族元素 | |
| D． | N的氢化物为H3N |