Question

該同學利用制得的CuSO4溶液及如圖所示裝置，進行以下實驗探究。

 

圖一　　 　　　　　　　　　　圖二

(1)圖一是根據反應Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4設計成的鋅銅原電池。Cu極的電極反應式是_____________________________________________________，

鹽橋中是含有瓊膠的KCl飽和溶液，電池工作時K＋向________(填“甲”或“乙”)池移動。

(2)圖二中，Ⅰ是甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液)的結構示意圖，該同學想在Ⅱ中實現鐵上鍍銅，則b處通入的是________(填“CH4”或“O2”)，a處電極上發生的電極反應是_____________________________________________；

當銅電極的質量減輕3.2 g時，消耗的CH4在標準狀況下的體積為________L。

 

Answer 1

　(1)Cu2＋＋2e－=Cu　乙

(2)O2　CH4－8e－＋10OH－=CO32—＋7H2O　0.28

【解析】　(1)銅鋅原電池中，較不活潑的銅作正極，正極發生還原反應，即Cu極的電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，原電池工作時，陽離子向正極方向移動，即向乙池移動。(2)要想實現鐵上鍍銅，則鐵作陰極，銅作陽極，即b處電極為正極，a處電極為負極，則b處通O2；a處電極上發生氧化反應，即CH4－8e－＋10OH－=CO32—＋7H2O。由電子守恒可知，銅電極質量減輕3.2 g，即0.05 mol Cu參與反應，轉移電子0.1 mol，則：

CH4　～　 8e－

22．4　　 　8

V　　 　　0.1

解得V＝0.28，即消耗的甲烷在標準狀況下的體積為0.28 L。