Question

【題目】I.如圖所示，通電5 min后，第③極增重2.16 g，此時CuSO4恰好電解完。設A池中原混合溶液的體積為200mL。

（1）電源F為________極；第②極為________極；A池為________池。

（2）A池中第②極上的電極反應式為______________________________。

（3）通電前A池中原混合溶液Cu2+的濃度為____ ____。

Ⅱ、（1）（N2H4）一空氣燃料電池是一種堿性環保電池，該電池放電時，負極的反應式為 。

（2）下圖裝置中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反應一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，通電一段時間后（溶液中還有CuSO4），若要使乙燒杯中電解質溶液恢復到電解前的狀態，可加入 （填序號）.

A．CuO B．Cu（OH）2 C．CuCO3 D．Cu2（OH）2CO3

（3）用于筆記本電腦的甲醇（CH3OH）燃料電池，質子交換膜左右兩側的溶液均為500mL 2 mol/LH2SO4 溶液，當電池中有1mol e－發生轉移時，左右兩側溶液的質量之差為 （忽略氣體的溶解，假設反應物完全耗盡）。

Answer 1

【答案】

I. （1）正 陽 電解；

（2）4OH－－4e－==2H2O+O2↑

（3）0.05 mol/L

Ⅱ、（1）N2H4+4OH－－4e－=N2↑+4H2O；

（2）AC；

（3）12g

【解析】

試題分析：I.（1）通電5min后，第③極增重，所以第③極是陰極，則F是電源正極，第②極是陽極，A裝置中，石墨作陽極，電解質溶液是硫酸銅，外有電源，是電解池，故答案為：正，陽、電解池；

（2）第②極是陽極，A中陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，其電極反應式為：4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案為：4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（3）第③極反應為Ag++e-=Ag，n（Ag）==0.02mol，則轉移的電子為0.02mol，

Cu2++2e-=Cu中轉移0.02mol電子，所以Cu2+的物質的量為0.01mol，通電前c（CuSO4）=mol/L=0.05 molL-1，故答案為：0.05 mol/L；

Ⅱ、（1）肼--空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負極是肼燃燒生成氮氣和水，負極的電極反應式為：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故答案為：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；

（2）根據通電一段時間后，向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅可知，甲中的石墨極產生了大量的OH-，即為陰極，則乙中的石墨極為陽極，來自于水的OH-放電：2H2O-4e-=4H++O2↑，產生了H+，故溶液的pH變小；乙池中的電解方程式為：2CuSO4+2H2O4Cu+O2↑+2H2SO4，故從電解槽中出來的有銅和氧氣，故可以加入CuO，也可以加入CuCO3：CuCO3+H2SO4=CuSO4+H2O+CO2↑，但不能加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，因為含有H元素，會轉化為水，使電解質溶液的濃度降低，不能恢復至原濃度，故選AC，故答案為：變小；AC；

（3）負極反應式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，當轉移1mol電子時，左側質量減輕×12g=2g，還要有1molH+通過質子交換膜進入右側，質量減少1g，正極反應式為O2+4H++4e-=2H2O，右側質量增加32g×=8g，加上轉移過來的1gH+，因此左右兩側溶液的質量之差為8g+1g+2g+1g=12g，故答案為：12g。