Question

（1）如圖1裝置發(fā)生反應的離子方程式為

 

．
（2）如圖2裝置中甲燒杯盛放100mL 0.2mol?L^-1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100mL 0.5 mol?L^-1的CuSO₄溶液．反應一段時間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞溶液，觀察到石墨電極附近首先變紅．
①電源的M端為

 

極，甲燒杯中鐵電極的電極反應式為

 

．
②乙燒杯中電解反應的化學方程式為

 

．
③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重 0.64g，甲燒杯中產生的氣體標準狀況下體積為

 

mL．
（3）如圖3是乙醇燃料電池（電解質溶液為KOH溶液）結構示意圖，寫出 a處的電極反應式

 

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,離子方程式的書寫

專題：

分析：（1）銅為負極，被氧化，正極發(fā)生還原反應，F(xiàn)e³⁺得電子生成Fe²⁺；
（2）①停止通電，向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明石墨為負極，據(jù)此判斷M、N極；甲燒杯中鐵電極為陽極，鐵失去電子生成亞鐵離子；
②根據(jù)電源的連接情況可知燒杯乙為電解硫酸銅溶液，陽極生成氧氣、陰極生成銅，據(jù)此寫出電極反應式；
③電極增重的為銅的質量，根據(jù)n=

m

M

計算出銅的物質的量，再根據(jù)電子守恒計算出生成氫氣的物質的量；
（3）根據(jù)原電池工作原理判斷a為負極，再結合電解質為氫氧化鉀寫出其電極反應式．

解答： 解：（1）圖1中，銅為負極，被氧化，正極Fe³⁺得電子生成Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺與Cu發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）①反應一段時間后，停止通電，向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明在石墨電極上生成OH^-離子，電極反應為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，發(fā)生還原反應，石墨為電解池的陰極，陰極連接電源的負極，即M端為正極，N端為負極；
甲燒杯中鐵電極失去電子生成亞鐵離子，在陽極反應為：Fe-2e^-═Fe²⁺，
故答案為：正；Fe-2e^-═Fe²⁺；
②N為陰極，乙燒杯中銅為陰極、石墨為正極，為電解硫酸銅溶液，乙燒杯中電解反應的化學方程式為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
③取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，則生成Cu的物質的量為：

0.64g

64g/mol

=0.01mol，轉移的電子的物質的量為：0.01mol×2=0.02mol，
根據(jù)甲燒杯產生氣體的電極反應計算生成氣體的體積，
2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，
    2mol      22.4L
   0.02mol     V
生成氫氣的體積為：V=

22.4L×0.02mol

2mol

=0.224L=224mL，
故答案為：224；
（3）燃料電池中，失去電子的為負極，得到電子的為正極，則a處通入的為乙醇，在堿性條件下，乙醇失去電子生成碳酸根離子和水，電解反應式為：CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O
故答案為：CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O．

點評：本題考查電化學知識、原電池、電解池工作原理，題目難度中等，做題時注意電極的判斷和電極反應的書寫，注意串聯(lián)電路中各電極轉移的電子數(shù)目相等，利用反應的方程式計算．