Question

Ⅰ．已知甲醇燃料电池的工作原理如图1所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为______，c口通入的物质为______．
②该电池负极的电极反应式为______．
Ⅱ．如图2所示：甲、乙为相互串联的两电解池．试答：
（1）乙池中C极电极反应式为______，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈______色．
（2）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为______极，电极反应式为______，溶液可以是______．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、在燃料电池中，负极是燃料发生失电子的氧化反应，正极是氧气发生得电子的还原反应；依据氢离子移动方向分析判断，移向的电极为正极；结合原电池的工作原理和电池电解质溶液的环境分析回答问题，书写电极反应，负极失电子反应氧化反应，正极上得到电子发生还原反应；
Ⅱ、（1）依据装置图中的电源正负极判断，A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极；依据电解原理可知，乙池中阳极为惰性电极，溶液中阴离子在阳极失电子发生氧化反应，阳离子移向阴极，得到电子发生还原反应；
（2）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，需要符合，粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的电解质溶液；
解答：解：Ⅰ．①根据装置可以知道d处生成大量的水，氢离子移向的电极为原电池的正极，所以c电极是通入的氧气，b口通入的物质为甲醇，故答案为：CH₃OH； O₂；
②d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，为正极，b口通入的物质为甲醇，为负极，正极发生电极反应为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，依据电池总反应为：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O；总化学方程式-正极×3得到负极电极反应为：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；
Ⅱ．（1）依据装置图中的电源正负极判断，A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极；乙池中阳极为惰性电极，溶液中的Cl^-放电能力大于OH^-，电极反应为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极上是溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，溶液中的氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，阴极Fe附近水的电离平衡被破坏，氢氧根离子浓度增大，遇酚酞变红；故答案为：红；
（2）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的电解质溶液；A电极名称为阴极；电解质溶液为 CuSO₄溶液或CuCl₂溶液；溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu；
故答案为：阴；  Cu²⁺+2e^-═Cu； CuSO₄溶液或CuCl₂溶液；
点评：本题考查了电化学的知识应用，主要是原电池、电解池的电极名称，电极判断，电极反应，电解精炼的原理应用，要求学生具有分析和解决问题的能力，题目难度中等．