Question

I.如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，此时CuSO₄恰好电解完。设A池中原混合溶液的体积为200mL。

（1）电源F为________极；第②极为________极；A池为________池。

（2）A池中第②极上的电极反应式为______________________________。

（3）通电前A池中原混合溶液Cu²⁺的浓度为____        ____。

Ⅱ、（1）（N₂H₄）一空气燃料电池是一种碱性环保电池，该电池放电时，负极的反应式为                                   。

（2）下图装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L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，观察到石墨电极附近首先变红，通电一段时间后（溶液中还有CuSO₄），若要使乙烧杯中电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入         （填序号）.

A．CuO   B．Cu（OH）₂    C．CuCO₃  D．Cu₂（OH）₂CO₃

（3）用于笔记本电脑的甲醇（CH₃OH）燃料电池，质子交换膜左右两侧的溶液均为500mL 2 mol/LH₂SO₄ 溶液，当电池中有1mol e^－发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为    （忽略气体的溶解，假设反应物完全耗尽）。

Answer

I. （1）正 阳 电解；

（2）4OH－－4e－==2H2O+O2↑

（3）0.05 mol/L

Ⅱ、（1）N2H4+4OH－－4e－=N2↑+4H2O；

（2）AC；

（3）12g

【解析】

试题分析：I.（1）通电5min后，第③极增重，所以第③极是阴极，则F是电源正极，第②极是阳极，A装置中，石墨作阳极，电解质溶液是硫酸铜，外有电源，是电解池，故答案为：正，阳、电解池；

（2）第②极是阳极，A中阳极上氢氧根离子放电生成氧气，其电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（3）第③极反应为Ag++e-=Ag，n（Ag）==0.02mol，则转移的电子为0.02mol，

Cu2++2e-=Cu中转移0.02mol电子，所以Cu2+的物质的量为0.01mol，通电前c（CuSO4）=mol/L=0.05 mol•L-1，故答案为：0.05 mol/L；

Ⅱ、（1）肼--空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极是肼燃烧生成氮气和水，负极的电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故答案为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；

（2）根据通电一段时间后，向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红可知，甲中的石墨极产生了大量的OH-，即为阴极，则乙中的石墨极为阳极，来自于水的OH-放电：2H2O-4e-=4H++O2↑，产生了H+，故溶液的pH变小；乙池中的电解方程式为：2CuSO4+2H2O4Cu+O2↑+2H2SO4，故从电解槽中出来的有铜和氧气，故可以加入CuO，也可以加入CuCO3：CuCO3+H2SO4=CuSO4+H2O+CO2↑，但不能加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，因为含有H元素，会转化为水，使电解质溶液的浓度降低，不能恢复至原浓度，故选AC，故答案为：变小；AC；

（3）负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，当转移1mol电子时，左侧质量减轻×12g=2g，还要有1molH+通过质子交换膜进入右侧，质量减少1g，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，右侧质量增加32g×=8g，加上转移过来的1gH+，因此左右两侧溶液的质量之差为8g+1g+2g+1g=12g，故答案为：12g。

考点：考查了原电池和电解池的工作原理的相关知识。