如圖1所示,某同學(xué)設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 11:13:37
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如圖1所示,某同學(xué)設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜【專家解說】:燃料電池中,投放燃料的電極是負極,投放氧化劑的電極是正極.(1)燃
【專家解說】:燃料電池中,投放燃料的電極是負極,投放氧化劑的電極是正極.
(1)燃料電池中,負極上投放燃料所以投放甲烷的電極是負極,負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.
故答案為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.
(2)甲中投放氧化劑的電極是正極,所以乙裝置中石墨電極是陽極,陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑.
故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑.
(3)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,若在標準狀況下,有2.24L氧氣參加反應(yīng),則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.24L22.4L/mol×4=0.4mol,乙裝置中鐵電極上氫離子放電生成氫氣,設(shè)生成氫氣的體積為xL;丙裝置中陰極上析出銅,設(shè)析出銅的質(zhì)量為yg.
2H++2e-=H2↑
2mol 22.4L
0.4mol xL
x=4.48
2Cu 2++2e-=Cu
2mol 64g
0.4mol yg
y=12.8
故答案為:4.48;12.8.
(4)電解飽和食鹽水時,陰極上析出氫氣,陽極上析出氯氣,氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉,次氯酸鈉是漂白液的有效成分,B電極上生成氯氣,氯氣的密度小于溶液的密度,所以生成的氯氣上升,能和氫氧化鈉溶液充分的接反應(yīng)生成次氯酸鈉,所以A極上析出氫氣,即A極是陰極,所以a為電池負極;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉做電解質(zhì)溶液,陰極上氫離子放電生成氫氣,如果陽極是惰性電極,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣得不到氫氧化亞鐵,所以陽極上應(yīng)該是鐵失電子生成亞鐵離子,亞鐵離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵.
故答案為:負極;飽和食鹽水;鐵.
(1)燃料電池中,負極上投放燃料所以投放甲烷的電極是負極,負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.
故答案為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.
(2)甲中投放氧化劑的電極是正極,所以乙裝置中石墨電極是陽極,陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑.
故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑.
(3)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,若在標準狀況下,有2.24L氧氣參加反應(yīng),則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.24L22.4L/mol×4=0.4mol,乙裝置中鐵電極上氫離子放電生成氫氣,設(shè)生成氫氣的體積為xL;丙裝置中陰極上析出銅,設(shè)析出銅的質(zhì)量為yg.
2H++2e-=H2↑
2mol 22.4L
0.4mol xL
x=4.48
2Cu 2++2e-=Cu
2mol 64g
0.4mol yg
y=12.8
故答案為:4.48;12.8.
(4)電解飽和食鹽水時,陰極上析出氫氣,陽極上析出氯氣,氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉,次氯酸鈉是漂白液的有效成分,B電極上生成氯氣,氯氣的密度小于溶液的密度,所以生成的氯氣上升,能和氫氧化鈉溶液充分的接反應(yīng)生成次氯酸鈉,所以A極上析出氫氣,即A極是陰極,所以a為電池負極;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉做電解質(zhì)溶液,陰極上氫離子放電生成氫氣,如果陽極是惰性電極,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣得不到氫氧化亞鐵,所以陽極上應(yīng)該是鐵失電子生成亞鐵離子,亞鐵離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵.
故答案為:負極;飽和食鹽水;鐵.
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