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某同学设计一个燃料电池(如图所示),目的是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.根据要求回答相关问题:(1)通入氢气的电极为(填“正极”或“
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某同学设计一个燃料电池(如图所示),目的是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.
根据要求回答相关问题:
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(1)通入氢气的电极为___(填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为___.
(2)石墨电极为___(填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,___区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红.
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将___,填“增大”“减 小”或“不变”).精铜电极上的电极反应式为___.
(4)假设乙装置中氯化钠溶液足够多,若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将___,(填“增大”“减 小”或“不变”),且变化了___克.
根据要求回答相关问题:
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(1)通入氢气的电极为___(填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为___.
(2)石墨电极为___(填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,___区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红.
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将___,填“增大”“减 小”或“不变”).精铜电极上的电极反应式为___.
(4)假设乙装置中氯化钠溶液足够多,若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将___,(填“增大”“减 小”或“不变”),且变化了___克.
▼优质解答
答案和解析
(1)燃料电池中,通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应为H2-2e-+2OH-═2H2O,
故答案为:负;H2-2e-+2OH-═2H2O;
(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,阴极上氢离子放电,导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液呈碱性,所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区,则铁极区的溶液先变红,故答案为:阳极;铁极;
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,阳极上不仅铜还有锌、银失电子进入溶液,阴极上析出铜,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu;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,
故答案为:减小; Cu2++2e-=Cu;
(4)根据串联电池中转移电子数相等得氧气、氢气的关系式为:O2----2H2,设生成氢气的物质的量是xmol,
O2-------2H2
22.4L 2
0.224L x
x=0.02,所以消耗0.02×2=0.04mol氢离子,则乙装置中阳离子交换膜右侧进入左侧的钠离子也为0.04mol,所以乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将增大0.04×23-0.04×1=0.88g,
故答案为:增大;0.88.
故答案为:负;H2-2e-+2OH-═2H2O;
(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,阴极上氢离子放电,导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液呈碱性,所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区,则铁极区的溶液先变红,故答案为:阳极;铁极;
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,阳极上不仅铜还有锌、银失电子进入溶液,阴极上析出铜,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu;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,
故答案为:减小; Cu2++2e-=Cu;
(4)根据串联电池中转移电子数相等得氧气、氢气的关系式为:O2----2H2,设生成氢气的物质的量是xmol,
O2-------2H2
22.4L 2
0.224L x
x=0.02,所以消耗0.02×2=0.04mol氢离子,则乙装置中阳离子交换膜右侧进入左侧的钠离子也为0.04mol,所以乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将增大0.04×23-0.04×1=0.88g,
故答案为:增大;0.88.
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