Question

【題目】某同學設計一個電池(如圖所示)，探究氯堿工業原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。

（1）通入氫氣的電極為________ (填正極或負極)，該電極反應式為________。

（2）石墨電極為________ (填陽極或陰極)，乙中總反應離子方程式為________；如果把鐵電極和石墨電極交換，乙溶液左側出現的現象是__________________________________。

（3）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將__________(填“增大”“減小”或“不變”)。

（4）若甲中消耗0.01mol O2，丙中精銅增重_________克。

Answer 1

【答案】負極 H2－2e－+2OH－=2H2O 陽極 2Cl－+2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑ 溶液中有氣泡逸出,起初產生白色沉淀，然后白色沉淀迅速轉化為灰綠色，最后轉化為紅褐色 減小 1.28g

【解析】

（1）甲池為原電池，乙、丙池為電解池，甲池中燃料作負極，氧化劑作正極，書寫電極反應式，

（2）書寫電解飽和食鹽水的離子方程式，再利用陽極是活潑金屬電極則金屬失去電子進行分析，

（3）電解精煉銅時粗銅作陽極，先是比銅活潑的金屬失去電子，陰極是銅離子得到電子，致使溶液中銅離子濃度減小，

（4）根據關系式計算銅的物質的量，再計算質量。

（1）甲池為原電池，乙、丙池為電解池，H2作負極，O2作正極，因此通入氫氣的電極為負極，該電極反應式為H2－2e－+2OH－=2H2O，

故答案為：負極；H2－2e－+2OH－=2H2O；

（2）C連的是正極，因此C電極為陽極，乙是電解飽和食鹽水，其總反應離子方程式為2Cl－+2H2O2OH－+ H2↑+ Cl2↑；如果把鐵電極和石墨電極交換，鐵電極失去電子變為亞鐵離子，陰極石墨電極氫離子放電生成氫氣，同時陰極附近產生氫氧根，X為陽離子交換膜，則右側的亞鐵離子進入左側與氫氧根離子生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵最終被氧化成紅褐色的氫氧化鐵，因此乙溶液左側出現的現象是溶液中有氣泡逸出，起初產生白色沉淀，然后白色沉淀迅速轉化為灰綠色，最后轉化為紅褐色，

故答案為：陽極；2Cl－+2H2O2OH－+ H2↑+ Cl2↑；溶液中有氣泡逸出，起初產生白色沉淀，然后白色沉淀迅速轉化為灰綠色，最后轉化為紅褐色；

（3）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，陽極開始是鋅放電，鋅反應完再是銅失電子，而陰極始終是銅離子得到電子，因此丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將減小，

故答案為：減小；

（4）根據電子守恒，得關系式2Cu ~O2

根據關系得出銅的物質的量為0.02 mol，質量m = nM = 0.02 mol×64gmol-1 = 1.28g

故答案為：1.28g。