Question

（1）图1装置发生反应的离子方程式为                            。

 

（2）图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L^－1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L^－1L的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到石墨电极附近首先变红。

① 电源的M端为      极，甲烧杯中铁电极的电极反应为                     。

② 乙烧杯中电解反应的化学方程式为               。

③ 停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为       mL 。

（3）图3是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）结构示意图，写出 b处的电极反应式                   ，

甲醇燃料电池的总反应化学方程式                   。

Answer

（14分）

（1）2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+（2分）

（2）① 正（2分），  Fe - 2e-= Fe2+（2分）

② 2CuSO4+ 2H2O2Cu + O2↑ + 2H2SO4 （2分）  ③ 224（2分）

（3）O2+4e-+2H2O = 4OH-（2分）  2CH3OH+4KOH+3O2= 2K2CO3 +6H2O（2分）

【解析】

试题分析：（1）Fe3+与Cu发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+。

（2）①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，

发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，M端为负极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，故答案为：正；Fe-2e-═Fe2+；

②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，

故答案为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；

③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为0.64g/64(g/mol) =0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，

根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积，

2H2O+2e-═2OH-+H2↑，

2mol          22.4L

0.02mol          V

V=(22.4l*0.02mol)/2mol=0.224L，即224ml，故答案为：224。

（3）B极是阳极，通入的O2，得到电子，电极反应式为O2+4e-+2H2O= 4OH-。电解质溶液为KOH溶液，甲烷反应生成的CO2会和KOH反应，故甲醇燃料电池的总反应化学方程式2CH3OH+4KOH+3O2= 2K2CO3 +6H2O。

考点：原电池和电解池的工作原理