Question

如下圖所示，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關問題:

（1）甲烷燃料電池負極電極反應式是:                                        
（2）石墨電極(C)的電極反應式為                                       
（3）若在標準狀況下，有2． 24 L氧氣參加反應，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體體積為_  L;丙裝置中陰極析出銅的質量為      g
（4）某同學利甲烷燃料電池設計電解法制取漂白液或Fe(OH)₂的實驗裝置(如圖所示)。若用于制漂白液時a為電池_  極，電解質溶液最好用_        。若用于制   Fe(OH)₂，使用硫酸鈉做電解質溶液，陽極選用      作電極。

Answer 1

（1）CH₄－8e^－＋10OH^－=CO₃^2－＋7H₂O
（2）2Cl^－－2e^－=Cl₂↑
（3）4．48   12．8
（4）負 飽和氯化鈉溶液或食鹽水 鐵

試題分析：甲為燃料電池，甲烷通入一極為負極，氧氣通入一極為正極；乙為電解池，F(xiàn)e為陰極，C為陽極，實質為電解飽和食鹽水；丙為電解池，粗銅為陽極，精銅為陰極，實質為精煉銅。
（1）注意在堿性環(huán)境中進行的電極反應產物為CO₃^2－；
（2）石墨電極(C)的電極為陽極，陰離子放電；
（3）標準狀況下，2．24L氧氣的物質的量為0．1mol，參與反應轉移電子數為0．4mol ;鐵電極為陰極，陽離子放電：2H^＋＋2e^－=H₂，則放出氫氣0．2mol，即為4．48L；丙裝置中陰極反應式為：Cu^2＋＋2e^－=Cu，則析出銅0．2mol，即為12．8g。
（4）用于制漂白液時利用電解飽和氯化鈉溶液或食鹽水，同時利用生成的NaOH溶液吸收生成的Cl₂進而生成漂白液，因此Cl₂要在B極生成才可被NaOH溶液吸收完全。 用于制Fe(OH)₂時需要鐵做陽極放電生成亞鐵離子：Fe－2e^－=Fe^2＋