Question

1．有圖所示裝置，裝置A是氫氧燃料電池，已知該裝置工作時(shí)電子從b極流向Fe電極．
（1）b極反應(yīng)式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，a極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
C電極反應(yīng)式為4Cl^--4e^-=2Cl₂↑．
（2）若裝置B中溶液體積為100mL，假設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變，當(dāng)裝置A中消耗0.05mol氫氣時(shí)，裝置B中溶液的pH為14，此時(shí)要恢復(fù)原溶液的濃度需加入HCl（填化學(xué)式）．
（3）若將裝置B改為電解精煉銅，則粗銅作陽(yáng)極，陰極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 裝置A是氫氧燃料電池，已知該裝置工作時(shí)電子從b極流向Fe電極，則b為負(fù)極，a為正極，負(fù)極上氫氣失電子生成水，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，F(xiàn)e為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，C為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，結(jié)合電子守恒計(jì)算．

解答 解：裝置A是氫氧燃料電池，已知該裝置工作時(shí)電子從b極流向Fe電極，則b為負(fù)極，a為正極，負(fù)極上氫氣失電子生成水，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，F(xiàn)e為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，C為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，
（1）b為負(fù)極，負(fù)極上氫氣失電子生成水，其電極反應(yīng)為：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；a為正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則正極的電機(jī)反為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；C為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，其電極方程式為：4Cl^--4e^-=2Cl₂↑；
故答案為：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；4Cl^--4e^-=2Cl₂↑；
（2）若裝置B中溶液體積為100mL，假設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變，當(dāng)裝置A中消耗0.05mol氫氣時(shí)，則轉(zhuǎn)移電子為0.1mol，裝置B中溶液中消耗0.1mol氫離子，生成0.1mol氫氧根離子，所以氫氧根離子的濃度為1mol/L，則溶液的pH為14；電解方程式為：2H₂O+2Cl^-$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，溶液中減少了Cl、H兩種元素，所以要加HCl恢復(fù)原溶液的濃度；
故答案為：14；HCl；
（3）電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，陰極上銅離子得電子生成Cu，則陰極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu；
故答案為：陽(yáng)；Cu²⁺+2e^-=Cu．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池的有關(guān)知識(shí)，做題時(shí)注意電子流向判斷正負(fù)極和陰陽(yáng)極，注意把握電極方程式的書寫方法，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．