Question

（1）以甲烷、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可以構(gòu)成燃料電池．該電池的負(fù)極反應(yīng)式為

 

．
（2）用如圖所示裝置進(jìn)行電解：
①若A、B均為石墨電極，C為足量CuSO₄溶液，則電解的總反應(yīng)方程式為

 

．電解一段時(shí)間后，取出電極，向電解液中加入適量的

 

（填化學(xué)式）可使C溶液恢復(fù)到電解前的成分和濃度．
②若A、B均為鉑電極，C為Na₂SO₄溶液（含酚酞），電解一段時(shí)間后，

 

（填“A”或“B”）極附近顯紅色；將電極取出，攪拌使溶液混合均勻，測(cè)得溶液的pH

 

7（填“＜”、“=”或“＞”）．
③若A、B為同一材料的電極，C為CuCl₂溶液，電解過程中CuCl₂溶液的濃度始終保持不變，則A、B為

 

（填化學(xué)式）電極；當(dāng)電路中有0.04mol電子通過時(shí)，陰極增重

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）甲烷燃料電池中，負(fù)極上甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）①若A、B均為石墨電極，電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電；
要使C溶液恢復(fù)到電解前的成分和濃度，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則加入物質(zhì)；
②若A、B均為鉑電極，C為Na₂SO₄溶液（含酚酞），電解硫酸鈉溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電；
實(shí)質(zhì)上是電解水，溶液仍然呈中性；
③若A、B為同一材料的電極，C為CuCl₂溶液，電解過程中CuCl₂溶液的濃度始終保持不變，說明該電池使用電鍍池；根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答： 解：（1）該燃料電池中，負(fù)極上甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）①若A、B均為石墨電極，電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上銅離子放電生成銅單質(zhì)，所以其電池反應(yīng)式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑；
要使C溶液恢復(fù)到電解前的成分和濃度，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則加入物質(zhì)，陽極上生成氧氣，陰極上生成銅，所以析出的物質(zhì)相當(dāng)于氧化銅，碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化碳，則可以向溶液中加入氧化銅或碳酸銅，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑；CuO 或CuCO₃；
②若A、B均為鉑電極，C為Na₂SO₄溶液（含酚酞），電解硫酸鈉溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，陰極附近的氫離子是水電離的，所以陰極附近還有大量的氫氧根離子，則溶液堿性較強(qiáng)，陽極附近有大量氫原子，酸性較強(qiáng)，所以電解一段時(shí)間后，B極附近顯紅色；
硫酸鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，其溶液呈中性，電解硫酸鈉溶液時(shí)實(shí)質(zhì)上是電解水，所以溶液仍然呈中性，只是硫酸鈉的濃度增大，
故答案為：B；=；
③若A、B為同一材料的電極，C為CuCl₂溶液，電解過程中CuCl₂溶液的濃度始終保持不變，說明該電池使用電鍍池，陰陽極材料是銅，陰極上銅離子得電子生成銅，當(dāng)電路中有0.04mol電子通過時(shí)，陰極增加質(zhì)量=

0.04mol

2

×64g/mol=1.28g，
故答案為：Cu；1.28．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池和電解池原理，明確各個(gè)電極上得失電子的物質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意（2）①可以向溶液中加入碳酸銅而使溶液恢復(fù)原狀，很多同學(xué)往往漏掉碳酸銅而導(dǎo)致錯(cuò)誤，為易錯(cuò)點(diǎn)．