Question

電解池、原電池對于金屬冶煉、實驗室研究具有十分重要的意義．
（1）電解方法精煉粗銅，電解液選用CuSO₄溶液，精煉過程中電解質(zhì)溶液的濃度

 

（填寫“增大”、“減小”或“不變”）．銅在潮濕空氣中會被銹蝕，寫出該反應的化學方程式

 

，銹蝕過程中發(fā)生了原電池反應，該電池的正極反應式為

 

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（2）研究發(fā)現(xiàn)有機合成反應可形成原電池，既生產(chǎn)產(chǎn)品，又生產(chǎn)電能．例如烯烴生產(chǎn)鹵代烴的反應就可制成原電池，若電池總反應表示為：RCH=CHR′+Cl₂═（R、R表示烴基）則該原電池的負極反應式為

 

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（3）如圖為Mg-NaClO燃料電池結構示意圖，已知電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，且兩電極中一個為石墨電極，一個為鎂電極．Y電極材料為

 

，X電極發(fā)生的電極反應式為

 

，若該電池開始時加入1L0.2mol?L^-1NaOH溶液，然后從下口充入1L 0.1mol?L^-1NaClO溶液（忽略整個過程的體積變化），當NaClO完全放電時溶液的pH=

 

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Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）電解法精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，陽極上發(fā)生氧化反應，陰極上發(fā)生還原反應；在潮濕的空氣中，銅可以和水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)反應生成堿式碳酸銅，反應的化學方程式為：2Cu+H₂O+CO₂+O₂═Cu₂（OH）₂CO₃，銹蝕過程中發(fā)生了原電池反應，該電池的正極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）根據(jù)原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應書寫；
（3）由Mg-NaClO燃料電池結構示意圖可知，氫氧根離子向Y極移動，則Y為負極，X為正極，負極上Mg失電子，正極上NaClO得電子，燃料電池中失電子的一極為負極，根據(jù)電池中的總反應計算消耗的氫氧根離子，再計算pH．

解答： 解：（1）電解法精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，陽極上發(fā)生氧化反應，陰極上發(fā)生還原反應，陽極上不僅銅還有其它金屬失電子進入溶液，陰極上只有銅離子得電子，所以反應一段時間后電解質(zhì)溶液中Cu²⁺濃度減�。辉诔睗竦目諝庵�，銅可以和水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)反應生成堿式碳酸銅，反應的化學方程式為：2Cu+H₂O+CO₂+O₂═Cu₂（OH）₂CO₃，銹蝕過程中發(fā)生了原電池反應，該電池的正極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
故答案為：減��；2Cu+H₂O+CO₂+O₂═Cu₂（OH）₂CO₃；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）電池總反應表示為：RCH=CHR′+Cl₂═，則負極反應為：RCH=CHR′+2Cl^--2e^-═，
故答案為：RCH=CHR′+2Cl^--2e^-═；
（3）由Mg-NaClO燃料電池結構示意圖可知，氫氧根離子向Y極移動，則Y為負極，X為正極，負極上Mg失電子；
X為正極，正極上NaClO得電子，則正極上的電極方程式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
Mg-NaClO燃料電池的總反應為ClO^-+Mg+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂↓，反應不消耗氫氧化鈉，也不生成氫氧根離子，則1L 0.2mol/L的NaOH溶液，再充入1L 0.1mol/L的NaClO溶液，溶液體積變?yōu)?L，則NaOH溶液的濃度變?yōu)?0.1mol/L，則c（H⁺）=

Kw

c(OH -)

=10^-13mol/L，所以pH=13；
故答案為：Mg；ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；13．

點評：本題綜合考查精煉銅及其原電池知識、溶液中pH的計算，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，注意把握電極方程式的書寫，為解答該類題目的關鍵，難度中等．