如下图所示,某同学设计一个燃料电池并探究*碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回...
问题详情:
如下图所示,某同学设计一个燃料电池并探究*碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(1)通入氧气的电极为_____________ (填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为________________________________________ 。
(2)石墨电极为__________(填“阳极”或“*极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入*酞溶液,__________ 区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,*装置中反应一段时间,硫*铜溶液浓度将________________,填“增大”“减 小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为_______________________。
(4)若在标准状况下,有224m L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为_________L;*装置中*极析出铜的质量为 ____________g 。
【回答】
正极 CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O 阳极 铁极 减少 Cu2++2e- = Cu 0.448 1.28
【分析】
(1)原电池中,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,负*醚失去电子被氧化生成碳*根离子;
(2)铁电极连接原电池的负极,为电解池的*极,*极上*离子放电;
(3)根据转移电子守恒,阳极上铜消耗的质量小于*极上析出铜的质量,所以溶液中硫*铜浓度减小;
(4)根据串联电池中转移电子数相等得氧气、*气和铜的关系式为:O2~2H2~2Cu进行计算。
【详解】
(1)燃料电池中通入氧化剂氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,负极上通入的是*醚,负极上燃料失电子和*氧根离子发生氧化反应生成碳*根离子和水,电极反应式为:CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O,故*为正极;CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O。
(2)铁电极连接原电池负极而作电解池*极,碳作阳极,电解*化*饱和溶液时,阳极上*离子放电,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,*极上*离子放电,电极方程式为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,滴入*酞溶液,铁电极区的溶液先变红,
故*为阳极,铁极;
(3)*装置中,如果粗铜中含有锌、银等杂质,阳极上不仅铜还有锌失去电子进入溶液,*极上析出铜离子,阳极上金属失电子发生氧化反应,电极方程式为:Cu2++2e-=Cu,*极上铜离子得电子生成铜,根据转移电子守恒,阳极上铜消耗的质量小于*极上析出铜的质量,所以溶液中硫*铜浓度减小,故*为减少,Cu2++2e-=Cu;
(4)根据串联电池中转移电子数相等得氧气、*气和铜的关系式为:O2~2H2~2Cu;若在标准状况下,有224mL的氧气参加反应,乙装置中铁电极上*离子放电生成*气,则乙装置中铁电极上生成*气的体积=0.224L×2=0.448L,*装置中*极上铜离子得电子生成铜单质,析出铜的质量=0.224L/22.4L/mol×2×64g/mol=12.8g,
故*为0.448L,12.8g。
【点睛】
电解池的*极连接原电池的负极,电解池的阳极连接原电池的正极。正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
知识点:铜的电解精炼
题型:填空题
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