Question

6．（1）如圖1是一種新燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質(zhì)，圖2是粗銅精煉的裝置圖，現(xiàn)用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗．

①寫出A極發(fā)生的電極反應(yīng)式CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂；
②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，則B極應(yīng)該與D極 （填：“C”或“D”）相連；
③當(dāng)消耗1.12L（標況下）CO時，粗銅電極理論上減少銅的質(zhì)量不超過3.2克．
（2）工業(yè)上，可用鐵作陽極，電解KOH溶液制備K₂FeO₄．
①電解過程中，OH-向陽（填“陰”或“陽”）極移動，陽極的電極反應(yīng)式為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
②若陽極有28gFe溶解，則陰極析出的氣體在標準狀況下的體積為33.6L．

Answer 1

分析 （1）①CO具有還原性，在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO₂，結(jié)合電解質(zhì)書寫電極反應(yīng)式；
②A為負極，B為正極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極相連；
③電子得失守恒以及粗銅中除了銅失去電子還有其他金屬失去電子．
（2）①電解時陰離子向陽極移動，F(xiàn)e在陽極失電子，在堿性條件下被氧化為FeO₄^2-；
②依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒計算陰極生成的氣體為氫氣的體積．

解答 解：（1）①CO具有還原性，在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO₂，電極反應(yīng)式為：CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂，
故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂；
②因A為負極，B為正極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極相連，
故選：D；
③當(dāng)消耗1.12L（標況下）CO時，轉(zhuǎn)移0.1mol電子，生成0.05molCu，為0.05mol×64g/mol=3.2g，因粗銅中除了銅失去電子還有其他金屬失去電子，根據(jù)電子得失守恒可知減少銅的質(zhì)量小于3.2克，
故答案：3.2；
（2）①電解時陰離子向陽極移動，則OH^-向陽極移動；用鐵作陽極，電解KOH溶液制備高鐵酸鉀，電解過程中，陽極的電極反應(yīng)是鐵失電子生成高鐵酸根離子，結(jié)合堿溶液中氫氧根離子電荷配平得到電解反應(yīng)為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
②電解一段時間后，若陽極質(zhì)量減少28g，為鐵，物質(zhì)的量=$\frac{28g}{56g/mol}$=0.5mol，則在此過程中，陰極電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，依據(jù)電子守恒Fe～6e-～3H₂，陰極析出的氣體在標準狀況下的體積=3×0.5mol×22.4L/mol=33.6L，
故答案為：33.6．

點評 本題考查了原電池原理和電解池原理的應(yīng)用，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力和計算能力，注意把握電極方程式的書寫方法和電子守恒在計算中的應(yīng)用．