Question

【题目】如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜（甲醚具有可燃性，是一种常用的燃料）．
根据要求回答相关问题
（1）装置甲中通入燃料甲醚的一极是（填“正极”或“负极”），写出正极的电极反应式：
（2）装置乙中Fe为极（填“阳极”或“阴极”），石墨电极（C）的电极反应式为： ．
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置的阳极泥中含有 ， 反应一段时间后，硫酸铜溶液浓度将（填“增大”、“减小”或“不变”．）
（4）当装置甲中消耗0.05molO2时，装置乙中溶液的pH为（溶液体积为200mL不变）

Answer 1

【答案】
（1）负极；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
（2）阴；2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑
（3）Ag；减小
（4）14
【解析】解：（1）燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ ， 所以答案是：负极；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；（2）乙池有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以是阴极，则石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；所以答案是：阴； 2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜还有锌失电子进入溶液，银沉积在阳极附近，形成电极泥，阴极上析出铜，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小； 所以答案是：Ag；减小；（4）当装置甲中消耗0.05molO2时，由电极方程式O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣可知转移0.2mol电子，装置乙中阴极发生2H2O+2e﹣=H2+2OH﹣ ， 可知生成0.2molOH﹣ ， 溶液体积为200mL，则c（OH﹣）=1mol/L，则pH=14，所以答案是：14．