Question

6．如圖所示，裝置1為甲烷燃料電池（電解質溶液為KOH溶液），通過裝置II實現(xiàn)鐵棒上鍍銅．
①b處電極上發(fā)生的電極反應式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
②電鍍結束后，裝置I中溶液的pH變小，裝置II中Cu²⁺的物質的量濃度不變．填（“變大”“變小”或“不變”）
③若完全反應后，裝置II中陰極質量增加12.8g，則裝置I中理論上消耗甲烷1.12I．（標準狀況下）．

Answer 1

分析 圖Ⅰ為原電池，為甲烷燃燒電池，燃料甲烷做原電池負極反應物失電子發(fā)生氧化反應，圖Ⅱ為電解池，鐵棒鍍銅，推斷鐵做電解池陰極，銅做電解池陽極；a為原電池負極，b為原電池正極；
①b處是氧氣得到電子發(fā)生的電極反應；
②原電池反應是堿性溶液中進行消耗氫氧根生成水，溶液PH變��；裝置Ⅱ是電鍍陽極電極反應可知，銅離子濃度不變；
③依據原電池和電解池中電子守恒計算消耗甲烷的體積．

解答 解：圖Ⅰ為原電池，為甲烷燃燒電池，燃料甲烷做原電池負極反應物失電子發(fā)生氧化反應，圖Ⅱ為電解池，鐵棒鍍銅，推斷鐵做電解池陰極，銅做電解池陽極；a為原電池負極，b為原電池正極．
①b處是氧氣得到電子發(fā)生的電極反應；電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②原電池反應是堿性溶液中進行消耗氫氧根生成水，溶液PH變小；裝置Ⅱ是電鍍陽極電極反應可知，陽極電極反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，銅離子濃度不變，
故答案為：變小，不變；
③裝置Ⅱ中陰極電極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，質量增加12.8g為銅物質的量為0.2mol，轉移電子為0.4mol，裝置I中負極電極反應為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O理論上消耗甲烷物質的量為：0.05mol，標準狀況下的體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：1.12．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，根據電解池中Cu、Fe電極上發(fā)生的反應確定燃料電池中正負極及電極上通入的氣體，再結合轉移電子相等計算，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．