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
 
极,甲烧杯中铁电极的电极反应为
 
.
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
 
mL.
(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.
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
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+4H+,
故答案为:2Cu2++2H2O
 电解 
.
 
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
0.64g
64g/mol
=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=
22.4L×0.02mol
2mol
=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.
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.
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