Question

【题目】如图所示（乙装置中X为阳离子交换膜，甲醚的结构简式为CH3OCH3）
根据要求回答下列相关问题：
（1）写出负极的电极反应： ．
（2）氢氧化钠主要在（填“铁极”或“石墨极”）区生成．
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，则粗铜的电极反应为：、 ．
（4）反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）若在标准状况下有2.24L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为 ．
（6）若将丙装置改成在标准状况下，用石墨作电极电解体积为2L的CuSO4溶液，写出电解CuSO4溶液时的离子反应方程式；当电解适当时间后断开电源，发现只需补充22.2g固体Cu2（OH）2CO3即可使电解液恢复到原浓度与体积，则原CuSO4溶液的浓度是mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，该如何改动，请用简要的语言叙述： ．
（7）若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则试写出乙池中发生的总反应： ．

Answer 1

【答案】
（1）CH3OCH3﹣12e﹣+16OH﹣═2CO32﹣+11H2O
（2）铁极
（3）Zn﹣2e﹣=Zn2+； Cu﹣2e﹣=Cu2+
（4）减小
（5）12.8g
（6）2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+；0.1；将阳极粗铜改成纯铜,将阴极纯铜改成镀件
（7）NaCl+H2O NaClO+H2↑
【解析】解：（1）甲装置为燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH3OCH3﹣12e﹣+16OH﹣═2CO32﹣+11H2O，

所以答案是：CH3OCH3﹣12e﹣+16OH﹣═2CO32﹣+11H2O；（2）乙装置为电解氯化钠装置，铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液呈碱性，所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区，所以答案是：铁极；（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜还有锌、银失电子进入溶液，阴极上析出铜离子，阳极电极方程式分别为Zn﹣2e﹣=Zn2+、Cu﹣2e﹣=Cu2+，所以答案是：Zn﹣2e﹣=Zn2+、Cu﹣2e﹣=Cu2+；（4）由（3）阳极电极方程式分别为Zn﹣2e﹣=Zn2+、Cu﹣2e﹣=Cu2+，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小，

所以答案是：减小；（5）根据串联电池中转移电子数相等得氧气和铜的关系式为：O2﹣﹣﹣﹣2Cu，设生成铜的质量是x，

O2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣	2Cu
22.4L	128g
2.24G	x

x=12.8g，

所以答案是：12.8 g；（6）用石墨作电极电解体积为2L的CuSO4溶液生成铜、氧气和硫酸，离子方程式为：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+，补充22.2gA即Cu2（OH）2CO3，其物质的量为0.1mol，即可使电解液恢复原浓度与体积，根据铜元素守恒可知，n[CuSO4]=0.2mol，所以则原溶液CuSO4的浓度是 =0.1molL﹣1；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，则铜作阳极，镀件作阴极，所以将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件即可，所以答案是：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+；0.1；将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件；（7）若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则生成的氯气与氢氧化钠继续反应生成氯化钠和次氯酸钠，总反应为：NaCl+H2O NaClO+H2↑，所以答案是：NaCl+H2O NaClO+H2↑．