Question

7．能源是人類生存和發(fā)展的重要支柱，化學在能源的開發(fā)與利用方面起著十分重要的作用．某學習小組按如圖所示裝置探究化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化：

（1）甲池是原電池裝置，通入CH₄氣體的電極上的反應式為CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O．乙池中SO₄^2-移向石墨電極（填“石墨”或“Ag”）
（2）當甲池消耗標況下33.6LO₂時，電解質(zhì)KOH的物質(zhì)的量變化1.5mol，乙池若要恢復電解前的狀態(tài)則需要加入240g氧化銅（填物質(zhì)名稱）．
（3）丙池中發(fā)生的電解反應的離子方程式為Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑．

Answer 1

分析 （1）甲裝置為燃料電池，CH₄在負極上失電子，堿性條件下生成碳酸根，乙池為電解池，SO₄^2-移向陽極；
（2）甲裝置為燃料，電池總反應為CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，據(jù)此計算電解質(zhì)KOH的物質(zhì)的量變化；乙中為電解硫酸銅溶液，根據(jù)電解的產(chǎn)物分析，根據(jù)“析出什么元素加入什么元素”的原則確定加入的物質(zhì)；
（3）丙池為惰性電極電解氯化鎂溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鎂沉淀，據(jù)此書寫電解反應的離子方程式．

解答 解：（1）甲裝置為甲醇燃料電池，屬于原電池，通入CH₄氣體的電極為負極失電子，堿性條件下生成碳酸根，反應式為CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；乙池為電解池，石墨與正極氧氣相連為陽極，則SO₄^2-移向陽極石墨電極，故答案為：原電池；CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；石墨；
（2）甲裝置為燃料，電池總反應為CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，所以當甲池消耗標況下33.6LO₂時，電解質(zhì)KOH的物質(zhì)的量變化為$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，乙池為電解硫酸銅溶液，石墨與正極氧氣相連為陽極，所以電極總反應為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$O₂↑+2Cu+2H₂SO₄，根據(jù)“析出什么元素加入什么元素”的原則，若要恢復電解前的狀態(tài)則需要加入 $\frac{33.6L}{22.4L/mol}$×$\frac{4}{2}$×80=240g的氧化銅；
故答案為：1.5；240；氧化銅；
（3）丙池為惰性電極電解氯化鎂溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鎂沉淀，則電解反應的離子方程式Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．