Question

该同学利用制得的CuSO₄溶液及如图所示装置，进行以下实验探究。

图一　　           　　　　　　　　　　图二

(1)图一是根据反应Zn＋CuSO₄=Cu＋ZnSO₄设计成的锌铜原电池。Cu极的电极反应式是_____________________________________________________，

盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K^＋向________(填“甲”或“乙”)池移动。

(2)图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是________(填“CH₄”或“O₂”)，a处电极上发生的电极反应是_____________________________________________；

当铜电极的质量减轻3.2 g时，消耗的CH₄在标准状况下的体积为________L。

Answer

(1)Cu2＋＋2e－=Cu 乙

(2)O2 CH4－8e－＋10OH－=CO32—＋7H2O 0.28

【解析】 (1)铜锌原电池中，较不活泼的铜作正极，正极发生还原反应，即Cu极的电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，原电池工作时，阳离子向正极方向移动，即向乙池移动。(2)要想实现铁上镀铜，则铁作阴极，铜作阳极，即b处电极为正极，a处电极为负极，则b处通O2；a处电极上发生氧化反应，即CH4－8e－＋10OH－=CO32—＋7H2O。由电子守恒可知，铜电极质量减轻3.2 g，即0.05 mol Cu参与反应，转移电子0.1 mol，则：

CH4 ～ 8e－

22．4 8

V 0.1

解得V＝0.28，即消耗的甲烷在标准状况下的体积为0.28 L。