Question

電解池、原電池對(duì)于金屬冶煉、實(shí)驗(yàn)室研究具有十分重要的意義．
（1）電解方法精煉粗銅，電解液選用CuSO₄溶液，精煉過(guò)程中電解質(zhì)溶液的濃度

 

（填寫(xiě)“增大”、“減小”或“不變”）．銅在潮濕空氣中會(huì)被銹蝕，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，銹蝕過(guò)程中發(fā)生了原電池反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)式為

 

．
（2）研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)合成反應(yīng)可形成原電池，既生產(chǎn)產(chǎn)品，又生產(chǎn)電能．例如烯烴生產(chǎn)鹵代烴的反應(yīng)就可制成原電池，若電池總反應(yīng)表示為：RCH=CHR′+Cl₂═（R、R表示烴基）則該原電池的負(fù)極反應(yīng)式為

 

．
（3）如圖為Mg-NaClO燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，已知電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，且兩電極中一個(gè)為石墨電極，一個(gè)為鎂電極．Y電極材料為

 

，X電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為

 

，若該電池開(kāi)始時(shí)加入1L0.2mol?L^-1NaOH溶液，然后從下口充入1L 0.1mol?L^-1NaClO溶液（忽略整個(gè)過(guò)程的體積變化），當(dāng)NaClO完全放電時(shí)溶液的pH=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）電解法精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)；在潮濕的空氣中，銅可以和水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)反應(yīng)生成堿式碳酸銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu+H₂O+CO₂+O₂═Cu₂（OH）₂CO₃，銹蝕過(guò)程中發(fā)生了原電池反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）根據(jù)原電池的負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)書(shū)寫(xiě)；
（3）由Mg-NaClO燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖可知，氫氧根離子向Y極移動(dòng)，則Y為負(fù)極，X為正極，負(fù)極上Mg失電子，正極上NaClO得電子，燃料電池中失電子的一極為負(fù)極，根據(jù)電池中的總反應(yīng)計(jì)算消耗的氫氧根離子，再計(jì)算pH．

解答： 解：（1）電解法精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，陽(yáng)極上不僅銅還有其它金屬失電子進(jìn)入溶液，陰極上只有銅離子得電子，所以反應(yīng)一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液中Cu²⁺濃度減�。辉诔睗竦目諝庵�，銅可以和水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)反應(yīng)生成堿式碳酸銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu+H₂O+CO₂+O₂═Cu₂（OH）₂CO₃，銹蝕過(guò)程中發(fā)生了原電池反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
故答案為：減小；2Cu+H₂O+CO₂+O₂═Cu₂（OH）₂CO₃；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）電池總反應(yīng)表示為：RCH=CHR′+Cl₂═，則負(fù)極反應(yīng)為：RCH=CHR′+2Cl^--2e^-═，
故答案為：RCH=CHR′+2Cl^--2e^-═；
（3）由Mg-NaClO燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖可知，氫氧根離子向Y極移動(dòng)，則Y為負(fù)極，X為正極，負(fù)極上Mg失電子；
X為正極，正極上NaClO得電子，則正極上的電極方程式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
Mg-NaClO燃料電池的總反應(yīng)為ClO^-+Mg+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂↓，反應(yīng)不消耗氫氧化鈉，也不生成氫氧根離子，則1L 0.2mol/L的NaOH溶液，再充入1L 0.1mol/L的NaClO溶液，溶液體積變?yōu)?L，則NaOH溶液的濃度變?yōu)?0.1mol/L，則c（H⁺）=

Kw

c(OH -)

=10^-13mol/L，所以pH=13；
故答案為：Mg；ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；13．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查精煉銅及其原電池知識(shí)、溶液中pH的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握電極方程式的書(shū)寫(xiě)，為解答該類題目的關(guān)鍵，難度中等．