Question

化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化與人類的生活實(shí)際密切相關(guān)，在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用，同時(shí)也是學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要組成部分。

（1）熔融狀態(tài)下，鈉的單質(zhì)和氯化亞鐵能組成可充電電池，如圖9－8工作原理示意圖，反應(yīng)原理為2Na＋FeCl2Fe＋2NaCl，該電池放電時(shí)，正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________；

充電時(shí)，____________（寫物質(zhì)名稱）電極接電源的負(fù)極；該電池的電解質(zhì)為________。

 

（2）某同學(xué)用銅片、石墨作電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，工作原理示意圖如圖所示，一段時(shí)間停止通電取出電極。若在電解后的溶液中加入0.98 g氫氧化銅粉末恰好完全溶解，經(jīng)測定所得溶液與電解前完全相同。請(qǐng)回答下列問題：

①Y電極材料是________，發(fā)生________（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。

②電解過程中X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_______________________________________________________________________。

③如在電解后的溶液中加入足量的小蘇打，充分反應(yīng)后產(chǎn)生氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積是__________。

 

Answer 1

（1）Fe2＋＋2e－=Fe　鈉　β—Al2O3

（2）①石墨　氧化

②Cu2＋＋2e－=Cu　2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－

③0.448 L或448 mL

【解析】（1）該電池的電解質(zhì)為熔融的β?Al2O3，熔融的鈉電極作負(fù)極，鈉發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；熔融的FeCl2電極作正極，Fe2＋發(fā)生得電子還原反應(yīng)，充電時(shí)，電池負(fù)極接電源負(fù)極，電池正極接電源正極。（2）由加入Cu（OH）2可使電解質(zhì)溶液復(fù)原，可知陽極為石墨，陰極為銅片。相當(dāng)于惰性電極電解硫酸銅溶液，硫酸銅消耗完后又電解的水，故陰極首先發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋消耗盡后又發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑。根據(jù)電子守恒和銅元素的守恒，溶液中生成的n（H＋）＝2n（Cu2＋）＝2×＝0.02 mol，與足量NaHCO3反應(yīng)可產(chǎn)生0.02 mol CO2。