Question

(14分) 下圖為化學能與電能相互轉化的裝置示意圖。

(1)在甲圖中，鋅極為________極(填“正”或“負”)，該極的電極反應式是_____________________；隨著反應的進行，溶液的pH值________(填“變大”或“變小” 或“不變”)。
(2)在乙圖中，a和b均為石墨電極。接通電源一段時間后，發現a極有無色無味的氣體生成。則電源的M極為______極，b電極的電極反應式是________________，乙裝置中發生的總反應的化學方程式為                      。假如電路中有4 mol電子通過，a電極理論上析出氣體的體積是__________L(標準狀況)。

Answer 1

（1）負    Zn—2e^—＝Zn²⁺     變大  
（2） 負    2Cl^——2e^—＝Cl₂↑  2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑   44.8L

（1）在原電池中較活潑的金屬作負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。正極得到電子，發生還原反應。所以鋅是負極，失去電子，被氧化。石墨是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子，生成氫氣，所以溶液的酸性會降低，pH變大。
（2）a極有無色無味的氣體生成，說明a極是陰極，氫離子放電生成氫氣，因此M是電源的負極，N是正極，b是陽極，溶液中的氯離子放電，生成氯氣。根據電極反應式可知，當電路中有4 mol電子通過時，生成氫氣和氯氣都是2mol，所以其體積在標準狀況下都是2mol×22.4L/mol＝44.8L。