Question

I．C₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，利用該反應設計一個燃料電池，用氫氧化鉀溶液作電解質溶液，多孔石墨做電極，在電極上分別通入乙烷和氧氣．通入乙烷氣體的電極上發(fā)生的電極反應式是

 

．
Ⅱ．甲、乙兩池的電極材料都是鐵棒與碳棒（如圖）．請回答下列問題：
（1）若兩池中均盛放CuSO₄溶液，反應一段時間后：
①有紅色物質析出的是：甲池中的

 

棒；乙池中的

 

棒．
②在乙池中碳棒一極的電極反應式是

 

．
（2）若兩池中均盛放飽和NaCl溶液，反應一段時間后：
①寫出乙池中發(fā)生的總反應的離子方程式

 

．
②將濕潤的淀粉KI試紙放在乙池附近，發(fā)現試紙變藍，待一段時間后又發(fā)現藍色褪去，這是因為過量的Cl₂將生成的I₂氧化．若反應的Cl₂和I₂的物質的量之比為5：1，且生成兩種酸，該反應的化學方程式為

 

．
③若乙池轉移0.02mol電子后停止實驗，池中溶液的體積是200mL，溶液后的pH=

 

．（不考慮氯氣的影響）

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：I．（1）燃料電池中燃料在負極失電子；
Ⅱ．（1）甲為原電池，Fe為負極，發(fā)生Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，乙為電解池，由電子流向可知，Fe為陰極，銅離子得到電子生成Cu，陽極上氫氧根離子放電；
（2）①電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣；
②在水溶液里，氯氣能將碘氧化生成鹽酸和碘酸；
③乙池轉移0.02mole^-，由2e^-～2NaOH計算．

解答： 解：I．（1）燃料電池中燃料在負極失電子，則堿性條件下，C₂H₆失電子生成碳酸根離子，其電極方程式為：C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
故答案為：C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
Ⅱ．（1）①甲為原電池，Fe為負極，發(fā)生Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，所以碳電極上生成紅色物質Cu，乙為電解池，由電子流向可知，Fe為陰極，銅離子得到電子生成Cu，故答案為：碳；鐵；
②乙中陽極上氫氧根離子放電，電極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）①電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣，離子反應為2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②乙池碳棒附近氯離子放電生成氯氣，氯氣氧化KI生成碘單質遇淀粉變藍，離子反應為Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，過量的Cl₂將生成的I₂又氧化，若反應的Cl₂和I₂物質的量之比為5：1，且生成兩種酸，Cl元素的化合價降低，生成鹽酸，I元素的化合價升高，由電子守恒可知，5×2×（1-0）=1×2×（x-0），解得x=+5，生成物為碘酸，該化學反應為5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl；
③乙池轉移0.02mole^-，由2e^-～2NaOH可知，n（NaOH）=0.02mol，c（NaOH）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，所以pH=13，
故答案為：13．

點評：本題考查原電池和電解原理，明確工作原理及發(fā)生的電極反應是解答的關鍵，注意電極的判斷和電子守恒的應用，題目難度中等．