问题详情:
如图所示,某同学设计一个*醚燃料电池并探究*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.
根据要求回答相关问题:
(1)写出负极的电极反应式_________________.
(2)铁电极为____(填“阳极”或“*极”),石墨电极(C)的电极反应式为_______.
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,*装置中反应一段时间,硫*铜溶液浓度将______(填“增大”“减小”或“不变”).
(4)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则*装置中*极析出铜的质量为_____.
假设乙装置中*化*溶液足够多,若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将________(填“增大”“减 小”或“不变”),且变化了___克。
(6)若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换,其他装置不变,此时乙装置中发生的总反应式为_________________________________。
【回答】
【*】 (1). CH3OCH3 - 12e- + 16OH- == 2CO32-+ 11H2O (2). *极 (3). 2Cl--2e-=Cl2↑ (4). 减小 (5). 12.8 (6). 增大 (7). 0.88 (8). Fe+2H2O Fe(OH)2↓+H2↑
【解析】
(1)燃料电池中通入氧化剂氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,负极上燃料失电子和*氧根离子发生氧化反应生成碳*根离子和水,电极反应式为CH3OCH3 - 12e- + 16OH- = 2CO32-+ 11H2O,故*为:CH3OCH3 - 12e- + 16OH- = 2CO32-+ 11H2O;
(2)铁电极连接原电池负极而作电解池*极,碳作阳极,电解*化*饱和溶液时,阳极上*离子放电,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故*为:*极;2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)*装置中,阳极上金属失电子发生氧化反应,*极上铜离子得电子生成铜,根据转移电子守恒,阳极上铜消耗的质量小于*极上析出铜的质量,所以溶液中硫*铜浓度减小,故*为:减小;
(4)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,转移电子×4=0.4mol,则*装置中*极上铜离子得电子生成铜单质,析出铜的质量=×64g/mol=12.8g,根据串联电池中转移电子数相等得氧气、*气的关系式为:O2~2H2,则生成*气的物质的量是×2=0.2mol,所以消耗0.02×2=0.04mol*离子,则乙装置中阳离子交换膜右侧进入左侧的*离子也为0.04mol,所以乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将增大0.04×23-0.04×1=0.88g,故*为:12.8g;增大;0.88;
(5)若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换,其他装置不变,则阳极上铁失电子发生氧化反应,*极上*离子放电生成*气,所以电池反应式为Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑,故*为:Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑。
点睛:本题考查了原电池和电解池原理,明确离子放电顺序是解本题关键。注意如果电解池阳极是活泼金属,则阳极上金属失电子而不是溶液中*离子失电子,为易错点。
知识点:电化学 胶体
题型:填空题