Question

【題目】有圖所示裝置，裝置A是氫氧燃料電池，已知該裝置工作時電子從b極流向Fe電極．

（1）b極反應式為 ， a極反應式為 ， C電極反應式為 ．
（2）若裝置B中溶液體積為100mL，假設反應前后溶液體積不變，當裝置A中消耗0.05mol氫氣時，裝置B中溶液的pH為 ， 此時要恢復原溶液的濃度需加入（填化學式）．
（3）若將裝置B改為電解精煉銅，則粗銅作極，陰極反應為 ．

Answer 1

【答案】
（1）2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；4Cl﹣﹣4e﹣=2Cl2↑
（2）14；HCl
（3）陽；Cu2++2e﹣=Cu
【解析】解：裝置A是氫氧燃料電池，已知該裝置工作時電子從b極流向Fe電極，則b為負極，a為正極，負極上氫氣失電子生成水，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，Fe為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，C為陽極，陽極上氯離子失電子生成氯氣，（1）b為負極，負極上氫氣失電子生成水，其電極反應為：2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O；a為正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則正極的電機反為：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；C為陽極，陽極上氯離子失電子生成氯氣，其電極方程式為：4Cl﹣﹣4e﹣=2Cl2↑；
所以答案是：2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；4Cl﹣﹣4e﹣=2Cl2↑；（2）若裝置B中溶液體積為100mL，假設反應前后溶液體積不變，當裝置A中消耗0.05mol氫氣時，則轉移電子為0.1mol，裝置B中溶液中消耗0.1mol氫離子，生成0.1mol氫氧根離子，所以氫氧根離子的濃度為1mol/L，則溶液的pH為14；電解方程式為：2H2O+2Cl﹣ H2↑+Cl2↑+2OH﹣ ， 溶液中減少了Cl、H兩種元素，所以要加HCl恢復原溶液的濃度；
所以答案是：14；HCl；（3）電解精煉時，粗銅作陽極，純銅作陰極，陰極上銅離子得電子生成Cu，則陰極反應為Cu2++2e﹣=Cu；
所以答案是：陽；Cu2++2e﹣=Cu．