Question

化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。

（1）熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，如图9－8工作原理示意图，反应原理为2Na＋FeCl2Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为________________________________________________________________________；

充电时，____________（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为________。

 

（2）某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理示意图如图所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：

①Y电极材料是________，发生________（填“氧化”或“还原”）反应。

②电解过程中X电极上发生的电极反应式是_______________________________________________________________________。

③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是__________。

 

Answer 1

（1）Fe2＋＋2e－=Fe　钠　β—Al2O3

（2）①石墨　氧化

②Cu2＋＋2e－=Cu　2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－

③0.448 L或448 mL

【解析】（1）该电池的电解质为熔融的β?Al2O3，熔融的钠电极作负极，钠发生失电子的氧化反应；熔融的FeCl2电极作正极，Fe2＋发生得电子还原反应，充电时，电池负极接电源负极，电池正极接电源正极。（2）由加入Cu（OH）2可使电解质溶液复原，可知阳极为石墨，阴极为铜片。相当于惰性电极电解硫酸铜溶液，硫酸铜消耗完后又电解的水，故阴极首先发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋消耗尽后又发生反应2H＋＋2e－=H2↑。根据电子守恒和铜元素的守恒，溶液中生成的n（H＋）＝2n（Cu2＋）＝2×＝0.02 mol，与足量NaHCO3反应可产生0.02 mol CO2。