Question

【題目】電化學原理具有極為廣泛的應用，請回答下列問題:

（1）電鍍是防止金屬腐蝕的重要方法，鐵制品表面上鍍銅的裝置示意圖如圖所示：

①A電極對應的金屬是__________(寫元素名稱)。

②電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧�、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為a g，則電鍍時電路中通過的電子為_________mol。

（2）工業(yè)上常用電解熔融氯化鎂獲得金屬鎂，若電解槽中有水分，則生成的MgOHCl與陰極產(chǎn)生的Mg反應，使陰極表面產(chǎn)生MgO鈍化膜，降低電解效率，寫出生成MgO 的化學方程式_________________。

（3）“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖所示：

①該電池的正極反應式為__________________。

②若用該電池為電源，用惰性電極電解CuSO4溶液，電解一段時間后，向電解液中加入0.1mol Cu2(OH)2CO3，恰好使溶液恢復到電解前的濃度和pH。電解過程產(chǎn)生的氣體體積(在標準狀況下)為____________。

Answer 1

【答案】銅a/642MgOHCl+Mg＝2MgO+MgCl2+H2↑ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－5.6L

【解析】

(1)①在鐵上鍍銅時，銅作陽極連接原電池正極，鐵作陰極連接原電池負極，所以A為銅，B為鐵，鐵電極上銅離子得電子生成銅單質(zhì)，電極反應式為Cu2++2e-═Cu，故答案為：銅；

②電鍍時，陽極上金屬失電子導致金屬質(zhì)量減少，陰極上析出金屬，導致質(zhì)量增加，電鍍后兩極質(zhì)量差的一半為陰極上析出的銅質(zhì)量，所以陰極上析出銅的質(zhì)量=ag×=g，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=×2=mol，故答案為：；

(2)生成的MgOHCl與陰極產(chǎn)生的Mg反應生成MgO，氯化鎂和氫氣，反應的化學方程式為：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑，故答案為：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑；

(3)①根據(jù)“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中微粒變化可知，ClO-在正極放電，生成Cl-，結合堿性的環(huán)境，正極反應式：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-，故答案為：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；

②電解硫酸銅溶液后溶液呈酸性，向電解后的溶液中加入堿式碳酸銅能恢復原溶液，堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，溶液質(zhì)量增加的量是銅、氫氧根離子，所以實際上電解硫酸銅溶液分兩個階段：第一階段2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，第二階段：2H2O2H2↑+O2↑，將堿式碳酸銅化學式改變?yōu)?/span>2CuOH2OCO2，所以加入0.1molCu2(OH)2CO3 就相當于加入0.2molCuO和0.1mol水，加入0.2molCuO說明電解放出了0.1mol氧氣，電解0.1mol水生成0.1mol氫氣和0.05mol氧氣，共生成氣體0.1mol+0.1mol+0.05mol=0.25mol，氣體在標準狀況下的體積=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案為：5.6L。