Question

（1）已知298K時，1molC₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態水，利用該反應設計一個燃料電池：用氫氧化鉀溶液做電解質溶液，用多孔石墨做電極，在電極上分別充入乙烷和氧氣．寫出負極的電極反應式

 

（2）有如圖的化學實驗裝置，石墨棒上的電極反應式為：

 

；
如果室溫條件下，起始時盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液（CuSO₄ 足量），一段時間后溶液的pH變為1，若要使溶液恢復到起始濃度（忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入

 

 （填物質名稱），其質量為

 

g．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）根據化學反應方程式中化合價的變化可知乙烷失電子發生氧化反應，氧氣得電子發生還原反應，依據原電池的基本原理結合電解質溶液，先寫出氧氣發生的電極反應，依據電子守恒，再用總化學方程式減去氧氣發生的電極反應寫出電極反應；
（2）根據圖示判斷為電解池，依據電子流向判斷出電源正負極和電池的電極名稱，依據電解原理書寫和計算；

解答： 解：（1）用氫氧化鉀溶液做電解質溶液，用多孔石墨做電極，在電極上分別充入乙烷和氧氣，乙烷在負極發生氧化反應，氧氣再正極發生還原反應，在強堿溶液中進行，寫出總的化學方程式為2C₂H₆+7 O₂+8OH^-=4CO₃^2-+10H₂O，正極反應為7O₂+14H₂O+28e^-=28OH^-，用總反應減去正極反應，消去氧氣得到負極的電極反應式為C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
故答案為：C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
（2）裝置中的電子流向判斷石墨為陽極，鐵為陰極，電解質溶液中的氫氧根離子在陽極放電，電極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；陰極電極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu
起始時盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液（25℃）（CuSO₄ 足量），一段時間后溶液的pH變為1，若要使溶液恢復到起始濃度（忽略溶液體積的變化），反應的化學方程式為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+2H₂SO₄+O₂↑根據PH的變化可知生成的硫酸近似為0.05mol，消耗硫酸銅0，05mol，消耗水0.05mol，所以需要加入與硫酸反應能生成硫酸銅0.05mol，水0.05mol的物質，所以加入氧化銅的質量=0.05mol×80g/mol=4g；
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；氧化銅，4．

點評：本題考查了原電池的原理應用和電極反應的書寫、電解池的判斷和計算，題目側重于考查學生對電化學知識的綜合應用能力，注意電解池圖中的信息應用，題目難度中等．