Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了甲烷燃料電池并探究某些工業(yè)電解原理（如圖所示），其中乙裝置為探究氯堿工業(yè)原理（X為陽離子交換膜，C為石墨電極），丙裝置為探究粗銅精煉原理。請(qǐng)回答下列問題：

(1)從a口通入的氣體為_______。

(2)B電極的電極材料是______。丙池中銅離子濃度______（填“變大”“變小”或不變）。

(3)寫出甲中通甲烷一極的電極反應(yīng)式：________________________________。

(4)寫出乙中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為________________________________。

Answer 1

【答案】O2 粗銅 變小 CH4－8e－＋10OH－=CO32－＋7H2O 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－

【解析】

乙裝置為探究氯堿工業(yè)原理(X為陽離子交換膜，C為石墨電極)，則Fe作陰極、碳作陽極，則燃料電池中b為正極，a為負(fù)極；丙中B為陽極，A為陰極。

(1)乙裝置為探究氯堿工業(yè)原理(X為陽離子交換膜，C為石墨電極)，則Fe作陰極、碳作陽極，所以通入a的電極材料是正極、通入b的電極為負(fù)極，燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極，通入氧化劑的電極為正極，所以從a口通入的氣體O2；

(2)丙裝置為粗銅精煉，則A為純銅、B為粗銅；由于陽極的粗銅中的雜質(zhì)Fe、Zn會(huì)放電，而陰極只有Cu2＋得電子，則丙中陽極溶解的Cu小于陰極析出的Cu，所以丙池中銅離子濃度變小；

(3)甲中通入甲烷的電極上甲烷失電子和KOH反應(yīng)生成碳酸鉀和水，電極反應(yīng)式為CH4－8e－＋10OH－=CO32－＋7H2O；

(4)乙中陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，則電池反應(yīng)式為2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。