Question

【題目】如圖所示，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜（甲醚具有可燃性，是一種常用的燃料）．
根據(jù)要求回答相關問題
（1）裝置甲中通入燃料甲醚的一極是（填“正極”或“負極”），寫出正極的電極反應式：
（2）裝置乙中Fe為極（填“陽極”或“陰極”），石墨電極（C）的電極反應式為： ．
（3）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置的陽極泥中含有 ， 反應一段時間后，硫酸銅溶液濃度將（填“增大”、“減小”或“不變”．）
（4）當裝置甲中消耗0.05molO2時，裝置乙中溶液的pH為（溶液體積為200mL不變）

Answer 1

【答案】
（1）負極；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
（2）陰；2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑
（3）Ag；減小
（4）14
【解析】解：（1）燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，屬于原電池，投放燃料的電極是負極，投放氧化劑的電極是正極，所以通入氧氣的電極是正極，負極上甲醚失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，正極發(fā)生還原反應，電極方程式為O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ ， 所以答案是：負極；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；（2）乙池有外接電源屬于電解池，鐵電極連接原電池的負極，所以是陰極，則石墨電極是陽極，陽極上氯離子放電生成氯氣，電極反應式為：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；所以答案是：陰； 2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；（3）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，陽極上不僅銅還有鋅失電子進入溶液，銀沉積在陽極附近，形成電極泥，陰極上析出銅，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等知，陽極上溶解的銅小于陰極上析出的銅，所以丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將減��； 所以答案是：Ag；減小；（4）當裝置甲中消耗0.05molO2時，由電極方程式O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣可知轉(zhuǎn)移0.2mol電子，裝置乙中陰極發(fā)生2H2O+2e﹣=H2+2OH﹣ ， 可知生成0.2molOH﹣ ， 溶液體積為200mL，則c（OH﹣）=1mol/L，則pH=14，所以答案是：14．