化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。（1）熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组

Question

化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
（1）熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，如图9－8工作原理示意图，反应原理为2Na＋FeCl ₂ Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为________________________________________________________________________；
充电时，____________（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为________。

（2）某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理示意图如图所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：

①Y电极材料是________，发生________（填“氧化”或“还原”）反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是_______________________________________________________________________。
③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是__________。

Answer 1

（1）Fe ^{2 ＋} ＋2e ^－ =Fe　钠　β—Al ₂ O ₃
（2）①石墨　氧化
②Cu ^{2 ＋} ＋2e ^－ =Cu　2H ^＋ ＋2e ^－ =H ₂ ↑或2H ₂ O＋2e ^－ =H ₂ ↑＋2OH ^－
③0.448 L或448 mL

（1）该电池的电解质为熔融的β­Al ₂ O ₃ ，熔融的钠电极作负极，钠发生失电子的氧化反应；熔融的FeCl ₂ 电极作正极，Fe ^{2 ＋} 发生得电子还原反应，充电时，电池负极接电源负极，电池正极接电源正极。（2）由加入Cu（OH） ₂ 可使电解质溶液复原，可知阳极为石墨，阴极为铜片。相当于惰性电极电解硫酸铜溶液，硫酸铜消耗完后又电解的水，故阴极首先发生的反应为Cu ^{2 ＋} ＋2e ^－ =Cu，Cu ^{2 ＋} 消耗尽后又发生反应2H ^＋ ＋2e ^－ =H ₂ ↑。根据电子守恒和铜元素的守恒，溶液中生成的n（H ^＋ ）＝2n（Cu ^{2 ＋} ）＝2× ＝0.02 mol，与足量NaHCO ₃ 反应可产生0.02 mol CO ₂ 。