Question

7．（1）亞磷酸（H₃PO₃）是二元酸，與足量NaOH溶液反應，生成Na₂HPO₃，電解Na₂HPO₃溶液可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：
說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過．
①陰極的電極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑．
②產品室中反應的離子方程式為HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃．
（2）以二甲醚（CH₃OCH₃）、空氣、KOH溶液為原料，以石墨為電極可直接構成燃料電池，則該電池的負極反應式為CH₃OCH₃-12e^-+16OH ^-=2CO₃^2-+11H₂O；若以1.12L•min^-1（標準狀況）的速率向電池中通入二甲醚，用該電池電解500mL 2mol•L^-1CuSO₄溶液，通電0.50min后，計算理論上可析出金屬銅的質量為9.6g．

Answer 1

分析 （1）①陽極上是氫氧根離子失電子發生氧化反應，陰極上發生得電子的還原反應；
②產品室中HPO₃^2-和氫離子結合生成亞磷酸；
（2）先寫出燃料電池的總反應式，再寫出正極的電極反應式，做差得負極電極反應式，根據每個電極轉移電子數相同求出析出銅的質量．

解答 解：（1）①陽極上氫氧根離子失電子發生氧化反應，電極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極上氫離子得電子發生還原反應，電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②產品室中HPO₃^2-和氫離子結合生成亞磷酸，反應離子方程式為：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃，故答案為：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃；
（2）二甲醚、空氣、KOH溶液為原料總電池反應方程式為：CH₃OCH₃+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+5H₂O ①
正極電極反應式為：3O₂+6H₂O+2e^-=12e^- ②
①-②得：CH₃OCH₃-12e^-+16OH ^-=2CO₃^2-+11H₂O
n（CH₃OCH₃）=$\frac{1.12L/min×0.5min}{22.4L/mol}$=0.025mol
n（Cu²⁺）=0.5L×2mol/L=1mol
CH₃OCH₃～12e^- Cu²⁺～2e^-～Cu
1        12   2        64
0.025   0.3  0.3       9.6
故答案為：CH₃OCH₃-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；9.6g．

點評 本題考查了燃料電池、電解池計算知識，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度中等．