Question

9．（Ⅰ）利用图1装置，可以探究很多电化学实验．
（1）若X为石墨棒，Y为NaOH溶液，当开关K置于N 处时，总化学反应方程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
（2）若X为石墨棒，Y为溶解有O 的NaCl溶液，开关K置于M处时，写出正极的电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
（3）若X为纯铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N 处，该装置的名称是：电镀池，通电一段时间后，纯铜棒有剩余，则硫酸铜溶液的物质的量浓度不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（Ⅱ）如图2，根据所学知识填空：
（1）乙池中 b 电极作阳极（填“阴极”或“阳极”），a 电极上的电极反应式是8Ag⁺+8e^-=8Ag或Ag⁺+e^-=Ag；
（2）写出甲池中负极的电极反应式CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）若X为石墨棒，Y为NaOH溶液，当开关K置于N处时，则为电解池，其实质是电解水；
（2）若X为石墨棒，Y为溶解有O₂的NaCl溶液，开关K置于M处时，则为原电池，正极上氧气得电子生成氢氧根离子；
（3）若X为纯铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，则为电镀池，根据电极反应判断；
Ⅱ．（1）乙池中b与原电池的正极相连，所以b是阳极，a与原电池的负极相连是阴极，所以电极反应式是Ag⁺+e^-=Ag；
（2）碱性条件下，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水．

解答 解：Ⅰ．（1）若X为石墨棒，Y为NaOH溶液，当开关K置于N处时，则为电解池，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，所以电解的实质是电解水，其电解方程式为2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，故答案为：2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
（2）若X为石墨棒，Y为溶解有O₂的NaCl溶液，开关K置于M处时，则为原电池，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极的电极方程式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（3）若X为纯铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，则为电镀池，阳极上铜失电子生成铜离子，阴极上铜离子得电子生成铜，所以溶液中铜离子的浓度不变，则硫酸铜溶液的物质的量浓度不变，
故答案为：电镀池；不变；
Ⅱ．（1）乙池中b与原电池的正极相连，所以b是阳极，a与原电池的负极相连是阴极，所以电极反应式是Ag⁺+e^-=Ag，
故答案为：阳极；8Ag⁺+8e^-=8Ag或Ag⁺+e^-=Ag；
（2）燃料电池中，负极上燃料甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确燃料电池正负极的判断方法、电解池离子放电顺序即可解答，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．