Question

該同學(xué)利用制得的CuSO₄溶液及如圖所示裝置，進(jìn)行以下實驗探究。

圖一　　          　　　　　　　　　　圖二
(1)圖一是根據(jù)反應(yīng)Zn＋CuSO₄=Cu＋ZnSO₄設(shè)計成的鋅銅原電池。Cu極的電極反應(yīng)式是_____________________________________________________，
鹽橋中是含有瓊膠的KCl飽和溶液，電池工作時K^＋向________(填“甲”或“乙”)池移動。
(2)圖二中，Ⅰ是甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)的結(jié)構(gòu)示意圖，該同學(xué)想在Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅，則b處通入的是________(填“CH₄”或“O₂”)，a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是_____________________________________________；
當(dāng)銅電極的質(zhì)量減輕3.2 g時，消耗的CH₄在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。

Answer 1

　(1)Cu^2＋＋2e^－=Cu　乙
(2)O₂　CH₄－8e^－＋10OH^－=CO₃^2—＋7H₂O　0.28

　(1)銅鋅原電池中，較不活潑的銅作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，即Cu極的電極反應(yīng)式為Cu^2＋＋2e^－=Cu，原電池工作時，陽離子向正極方向移動，即向乙池移動。(2)要想實現(xiàn)鐵上鍍銅，則鐵作陰極，銅作陽極，即b處電極為正極，a處電極為負(fù)極，則b處通O₂；a處電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，即CH₄－8e^－＋10OH^－=CO₃^2—＋7H₂O。由電子守恒可知，銅電極質(zhì)量減輕3.2 g，即0.05 mol Cu參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子0.1 mol，則：
CH₄　～　  8e^－
22．4　　　8
V　　　　0.1
解得V＝0.28，即消耗的甲烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.28 L。