Question

5．（1）用惰性電極電解CuSO₄溶液（如圖1的裝置），該過程中電解池電極反應(yīng)式為，陽極：4OH^-=O₂↑+2H₂O+4e^-，陰極：2Cu²⁺+4e^-=2Cu．
（2）若電解池中裝入足量溶液，當陰極增重3.2g時，停止通電，此時陽極產(chǎn)生氣體的體積（標準狀況）為0.56L（假設(shè)氣體全部逸出）．
（3）欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的C
A．CuSO₄B．H₂O    C．CuO      D．CuSO₄•5H₂O
（4）用Na₂CO₃熔融鹽作電解質(zhì)，CO、O₂為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破．該電池示意圖如圖2：負極電極反應(yīng)式為2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂，為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)．A物質(zhì)的化學(xué)式為CO₂．

Answer 1

分析 （1）用惰性電極電解硫酸銅溶液時，CuSO₄溶液存在的陰離子為：SO₄^2-、OH^-，OH^-離子的放電能力大于SO₄^2- 離子的放電能力，所以O(shè)H^-離子放電生成氧氣；
溶液中存在的陽離子是Cu²⁺、H⁺，Cu²⁺離子的放電能力大于H⁺離子的放電能力，所以Cu²⁺離子放電生成Cu；
（2）根據(jù)析出銅的質(zhì)量計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計算產(chǎn)生氧氣的體積；
（3）根據(jù)析出的物質(zhì)向溶液中加入它們形成的化合物即可；
（4）燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；將兩個方程式相加即得一氧化碳燃燒方程式；根據(jù)電極反應(yīng)分析即可．

解答 解：（1）用惰性電極電解硫酸銅溶液時，陽極上氫氧根離子放電，電極反應(yīng)式為：4OH^-=O₂↑+2H₂O+4e^-；陰極上銅離子放電，電極反應(yīng)式為：2Cu²⁺+4e^-=2Cu，
故答案為：4OH^-=O₂↑+2H₂O+4e^-；2Cu²⁺+4e^-=2Cu；
（2）陰極增重3.2g，應(yīng)為銅的質(zhì)量，n=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05 mol，
轉(zhuǎn)移的電子為0.05mol×2=0.1mol，根據(jù)兩電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，則陽極轉(zhuǎn)移的電子也為0.1mol，在陽極上生成氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{0.1mol}{4}$=0.025mol，放出氣體在標準狀況下的體積為0.025mol×22.4L/mol=0.56L；
故答案為：0.56L；
（3）從溶液中析出的物質(zhì)是氧氣和銅，因為稀硫酸和氧氣和銅都不反應(yīng)，但和氧化銅反應(yīng)，氧氣和銅反應(yīng)生成氧化銅，所以向溶液中加入氧化銅即可，
故答案為：C；
（4）該燃料電池的總反應(yīng)為：2CO+O₂=2CO₂，通入氧氣和CO₂的混合氣體一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，通入CO的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂，由電極反應(yīng)可知電池工作時參加循環(huán)的物質(zhì)為CO₂，
故答案為：2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂；CO₂．

點評 本題考查了電解原理，能正確判斷溶液中離子的放電順序從而確定析出的物質(zhì)是解本題的關(guān)鍵，難度不大．