Question

如圖1甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO₄溶液．
①甲中鐵棒上的電極反應(yīng)式為

 

；
②如果起始時(shí)乙中盛有CuSO₄溶液，若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可向溶液中加入

 

（填寫物質(zhì)的化學(xué)式）．
（2）如圖2所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理的相關(guān)問題，其中乙裝置中X為陽離子交換膜．
①甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是：

 

．
②Fe電極上的電極反應(yīng)式為

 

．
③電極b上的電極反應(yīng)式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①據(jù)原電池原理，活潑金屬做負(fù)極，結(jié)合電極材料分析解答；
②從電子流向分析，石墨電極為陽極，F(xiàn)e電極為陰極；
（2）燃料電池中，投放燃料的電極是負(fù)極，投放氧化劑的電極是正極．
①燃料電池中，負(fù)極上投放燃料，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．
②甲中投放氧化劑的電極是正極，所以乙裝置中鐵是陰極，陰極上銀離子得電子發(fā)生還有反應(yīng)；
③b為陽極，電解硫酸鈉溶液相當(dāng)于電解水，氫氧根離子在陽極放電生成氧氣．

解答： 解：（1）①甲中Fe為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
②從電子流向分析，石墨電極為陽極，氫氧根離子在陽極放電生成氧氣，F(xiàn)e電極為陰極，銅離子在陰極放電生成銅，若使電解后溶液恢復(fù)，可以加入CuO或CuCO₃，
故答案為：CuO或CuCO₃；
（2）燃料電池中，投放燃料的電極是負(fù)極，投放氧化劑的電極是正極．
①燃料電池中，負(fù)極上投放燃料所以投放甲烷的電極是負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
②甲中投放氧化劑的電極是正極，所以乙裝置中鐵是陰極，陰極上銀離子得電子發(fā)生還有反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Ag⁺+e=Ag，故答案為：Ag⁺+e=Ag；
③b為陽極，電解硫酸鈉溶液相當(dāng)于電解水，氫氧根離子在陽極放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e=4H⁺+2O₂↑，故答案為：4OH^--4e=4H⁺+2O₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池電極反應(yīng)式書寫、燃料電池電極反應(yīng)式書寫、電解池電極反應(yīng)式書寫，題目難度中等．