Question

該同學(xué)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(jù)反應(yīng)Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4設(shè)計成的鋅銅原電池。Cu極的電極反應(yīng)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(zhì)溶液為KOH溶液)的結(jié)構(gòu)示意圖，該同學(xué)想在Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅，則b處通入的是________(填“CH4”或“O2”)，a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是_____________________________________________；

當銅電極的質(zhì)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(fā)生還原反應(yīng)，即Cu極的電極反應(yīng)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(xiàn)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(fā)生氧化反應(yīng)，即CH4－8e－＋10OH－=CO32—＋7H2O。由電子守恒可知，銅電極質(zhì)量減輕3.2 g，即0.05 mol Cu參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)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。