Question

化學能與電能之間的相互轉化與人類的生活實際密切相關，在生產、生活中有重要的應用，同時也是學生形成化學學科素養的重要組成部分。

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

充電時，____________（寫物質名稱）電極接電源的負極；該電池的電解質為________。

 

（2）某同學用銅片、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，經測定所得溶液與電解前完全相同。請回答下列問題：

①Y電極材料是________，發生________（填“氧化”或“還原”）反應。

②電解過程中X電極上發生的電極反應式是_______________________________________________________________________。

③如在電解后的溶液中加入足量的小蘇打，充分反應后產生氣體在標準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）該電池的電解質為熔融的β?Al2O3，熔融的鈉電極作負極，鈉發生失電子的氧化反應；熔融的FeCl2電極作正極，Fe2＋發生得電子還原反應，充電時，電池負極接電源負極，電池正極接電源正極。（2）由加入Cu（OH）2可使電解質溶液復原，可知陽極為石墨，陰極為銅片。相當于惰性電極電解硫酸銅溶液，硫酸銅消耗完后又電解的水，故陰極首先發生的反應為Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋消耗盡后又發生反應2H＋＋2e－=H2↑。根據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反應可產生0.02 mol CO2。