Question

【題目】如圖所示，某同學設計了一個甲醚(CH3OCH3)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，乙裝置中X為陽離子交換膜。根據(jù)要求回答下列相關問題：

（1）寫出甲中負極的電極反應式__。

（2）反應一段時間后，乙裝置中生成NaOH主要在___(填“鐵極”或“石墨極”)區(qū)。

（3）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，丙裝置中陽極上電極反應式為___，反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將___(填“增大”“減小”或“不變”)。

（4）若在標準狀況下，有2.24L氧氣參加反應，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體在標準狀況下的體積為___。

Answer 1

【答案】CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O 鐵極 Zn-2e－=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+ 減小 4.48L

【解析】

根據(jù)題意，甲為甲醚(CH3OCH3)燃料電池，乙和丙均屬于電解池。甲裝置中，通O2一側為正極，其電極方程式為：3O2+6H2O+12e-=12OH-，通入甲醚一側為負極，其電極反應為CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O，總的反應方程式為CH3OCH3+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O；乙裝置中，Fe為陰極，C為陽極，陰極方程式為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，陽極方程式為：2Cl--2e-=Cl2↑；丙裝置中，粗銅為陽極，主要的電極反應為Cu-2e-=Cu2+，精銅為陰極，電極反應為Cu2++2e-=Cu。

（1）甲為甲醚(CH3OCH3)燃料電池，其負極的電極反應為：CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O；

（2）乙裝置是電解飽和食鹽水的裝置，則NaOH在陰極上產生，即鐵極（與甲裝置的負極相連）；

（3）丙裝置為鍍銅的裝置，其中粗銅為陽極，由于粗銅中含有鋅、銀等雜質，且鋅的活潑性比銅強，所以陽極的電極反應有：Zn-2e－=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；反應一段時間后，由于陰極放電的Cu2+被陽極放電生成Zn2+和Cu2+共同取代，所以溶液中CuSO4的濃度減��；

（4）標況下，n(O2)===0.1mol，則電路中電子轉移0.4mol，則乙裝置中鐵極產生的H2的物質的量為0.2mol，其標況下的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L。