题目内容
（1）图1装置发生反应的离子方程式为
（2）图2装置中甲烧杯盛放100mL 0.2mol?L-1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol?L-1L的CuSO4溶液．反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到石墨电极附近首先变红．
①电源的M端为
②乙烧杯中电解反应的化学方程式为
③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为
（3）图3是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）结构示意图，写出 b处的电极反应式
甲醇燃料电池的总反应化学方程式
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）图1装置发生反应为铜和铁离子的氧化还原反应；
（2）向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明石墨极生成4OH-，应为电解池的阴极，则M为正极，N为负极，乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，结合电极方程式解答该题；
（3）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，根据电子流向知，a处通入的是氢气、b处通入的是氧气，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，据此书写电池反应式．
（2）向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明石墨极生成4OH-，应为电解池的阴极，则M为正极，N为负极，乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，结合电极方程式解答该题；
（3）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，根据电子流向知，a处通入的是氢气、b处通入的是氧气，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，据此书写电池反应式．
解答：
解：（1）铜可被Fe3++氧化，发生Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，形成原电池反应时，铜为负极，发生氧化反应，石墨为正极，正极反应为Fe3++e-=Fe2+，
故答案为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；
（2）乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，
①向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明石墨极生成4OH-，应为电解池的阴极，则M为正极，N为负极，电解氯化钠溶液，阳极发生氧化反应生成亚铁离子，电极方程式为Fe-2e-═Fe2+，
故答案为：正；Fe-2e-═Fe2+；
②乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，电解方程式为2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+，
故答案为：2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+；
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为
=0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，
甲烧杯中，阳极铁被氧化，阴极产生气体为氢气，
2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
2mol 22.4L
0.02mol V
V=
=0.224L，即224ml，
故答案为：224；
（3）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，根据电子流向知，a处通入的是氢气、b处通入的是氧气，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池反应式为2CH3OH+4KOH+3O2=2K2CO3+6H2，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；2CH3OH+4KOH+3O2=2K2CO3+6H2．
故答案为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；
（2）乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，
①向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明石墨极生成4OH-，应为电解池的阴极，则M为正极，N为负极，电解氯化钠溶液，阳极发生氧化反应生成亚铁离子，电极方程式为Fe-2e-═Fe2+，
故答案为：正；Fe-2e-═Fe2+；
②乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，电解方程式为2Cu2++2H2O
| ||
故答案为：2Cu2++2H2O
| ||
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为
| 0.64g |
| 64g/mol |
甲烧杯中，阳极铁被氧化，阴极产生气体为氢气，
2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
2mol 22.4L
0.02mol V
V=
| 22.4L×0.02mol |
| 2mol |
故答案为：224；
（3）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，根据电子流向知，a处通入的是氢气、b处通入的是氧气，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池反应式为2CH3OH+4KOH+3O2=2K2CO3+6H2，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；2CH3OH+4KOH+3O2=2K2CO3+6H2．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，根据各个电极上发生的反应再结合转移电子相等来分析解答，难点是（3）中负极电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性酸性，题目难度不大．
练习册系列答案
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