Question

【題目】(1)如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則電子由_____(填“a”或“b”，下同) 極流向_____極，電解質(zhì)溶液中移向_____極，a極上的電極反應(yīng)式為___________________。

(2)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。其正極反應(yīng)方程式為___________，若將燃料改為CH4，寫出其負(fù)極反應(yīng)方程式_________。

(3)圖為青銅器在潮濕環(huán)境中因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕的原理示意圖。

①腐蝕過程中，負(fù)極是_________（填圖中字母“a”或“b”或“c”）；

②環(huán)境中的Cl- 擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為_______________________；

③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為_______L（標(biāo)況）。

Answer 1

【答案】b a b 2H+ + 2e- = H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- CH4+10OH--8e-=+7H2O c 2Cu2++3OH-+ Cl-==Cu2 (OH)3Cl↓ 0.448

【解析】

在鐵、碳、稀硫酸形成的原電池中，氣泡應(yīng)在正極表面產(chǎn)生，由此確定a、b與正、負(fù)極的關(guān)系，從而得出電子流動的方向、電極反應(yīng)式及離子遷移；在CH4堿性燃料電池中，通O2的電極為正極，通燃料的電極為負(fù)極，由于電解質(zhì)呈堿性，所以CH4燃燒的最終生成物應(yīng)為；青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)中，依據(jù)電極產(chǎn)物，判斷電子得失情況，從而確定正、負(fù)極；在利用腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行耗氧量計(jì)算時(shí)，需從電荷守恒角度分析產(chǎn)物與電子守恒的關(guān)系。

(1)a極上有大量氣泡生成，則a極為正極(碳棒)，b極為負(fù)極(鐵片)，電子由負(fù)極流向正極，即由b極流向a極，電解質(zhì)溶液中，陰離子向負(fù)極移動，即移向b極，a極上的H+得電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H+ + 2e- = H2↑。答案為：b；a；b；2H+ + 2e- = H2↑；

(2)在氫氧燃料電池中，負(fù)極為Pt(通H2)，正極為Pt(通O2)，正極O2得電子產(chǎn)物與水反應(yīng)生成OH-，正極反應(yīng)方程式為O2+2H2O+4e-=4OH-，若將燃料改為CH4，則負(fù)極為通CH4的電極，CH4失電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)生成和水，負(fù)極反應(yīng)方程式為CH4+10OH--8e-=+7H2O。答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；CH4+10OH--8e-=+7H2O；

(3)青銅器在潮濕環(huán)境中因發(fā)生電化學(xué)腐蝕，Cu失電子生成Cu2+，O2得電子產(chǎn)物與水反應(yīng)生成OH-。

①腐蝕過程中，Cu作負(fù)極，負(fù)極是c；

②環(huán)境中的Cl- 擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物OH-和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物Cu2+作用，生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為2Cu2++3OH-+ Cl-==Cu2 (OH)3Cl↓；

③Cu2(OH)3Cl的質(zhì)量為4.29 g，物質(zhì)的量為=0.02mol，需消耗0.04molCu2+、0.06molOH-，電極反應(yīng)式為Cu-2e-==Cu2+，O2+4e-+2H2O==4OH-，則線路中轉(zhuǎn)移電子0.08mol，需消耗O20.02mol，則理論上耗氧體積為0.02mol×22.4L/mol=0.448L（標(biāo)況）。

答案為：c；2Cu2++3OH-+ Cl-==Cu2 (OH)3Cl↓；0.448。