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如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题,其中乙装置中X为阳离子交换膜,丙中

来源:新能源网
时间:2024-08-17 11:02:02
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如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题,其中乙装置中X为阳离子交换膜,丙中【专家解说】:(1)燃料电池中,负极上投放燃料所以投放甲烷的电极是负极,负极上失电

【专家解说】:(1)燃料电池中,负极上投放燃料所以投放甲烷的电极是负极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.
故答案为:CH4-8e-+10OH-═CO23-+7H2O;
(2)甲中投放氧化剂的电极是正极,所以乙装置中石墨电极是阳极,阳极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,
故答案为:2Cl--2e-═Cl2↑;
(3)串联电池中转移电子数相等,若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则转移电子的物质的量=2.24L22.4L/mol×4=0.4mol,乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气,设生成氢气的体积为xL;
2H++2e-=H2↑
  2mol 22.4L
0.4mol xL
x=4.48,
故答案为:4.48;
(4)a为阴极,发生2H++2e-=H2↑,水的电离平衡正向移动,使溶液显碱性,酚酞遇碱变红,
故答案为:溶液变红;由于2H++2e-=H2↑,水的电离平衡正向移动,使溶液显碱性,酚酞遇碱变红;
(5)电解精炼铜时利用了电解原理,电能转化为化学能,也有少量转化为热能.电解精炼时粗铜做阳极,发生氧化反应,精铜做阴极,阴极上发生还原反应.电解时,溶液中的阳离子向阴极移动,在阴极上得电子.粗铜中的不活泼金属不能失电子,以阳极泥的形式沉积在阳极附近.此题应选b、d;
故答案为:bd;
(6)利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,铜被氧化,应为负极,正极上氧气被还原,电极方程式为4H++O2+4e-═2H2O,
故答案为:4H++O2+4e-═2H2O.
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