Question

【題目】（1）用惰性電極電解下列溶液，寫出電極反應式和總反應式以及溶液復原需加入的物質

①NaCl溶液

陰極：_________；陽極：_________；總反應式：_______________；溶液復原需加入的物質____________。

②CuSO4溶液

陰極：_________；陽極：______；總反應式：____________________________；溶液復原需加入的物質____________。

（2）寫出下列原電池電極反應式和總反應式

①氫氧燃料電池（電解質是KOH溶液）

負極反應：______________________；

正極反應：__________________；

總反應：_____________。

②甲烷燃料電池。堿性介質(如KOH)

負極：____________；

正極：______________；

總反應式：_________。

Answer 1

【答案】2H＋＋2e－=H2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 通HCl氣體 2Cu2＋＋4e－=2Cu 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑ 加CuO或CuCO3固體 2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2H2＋O2=2H2O CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O=8OH－ CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O

【解析】

（1）①用惰性電極電解NaCl溶液時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以陰極、陽極、電池反應式分別為2H＋＋2e－=H2↑、2Cl－－2e－=Cl2↑、2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液復原需加入的物質是通HCl氣體；

②用惰性電極電解CuSO4溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上銅離子放電生成銅單質，所以陰極、陽極、電池反應式分別為2Cu2＋＋4e－=2Cu、4OH－－4e－=2H2O＋O2↑、2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，溶液復原需加入的物質是加CuO或CuCO3固體；

（2）①氫氧燃料電池（電解質是KOH溶液）工作時，氫氣失電子是還原劑，發生氧化反應；氧氣得電子是氧化劑，發生還原反應。

負極上氫氣失電子在堿性條件下生成水，發生的電極反應為： 2H2－4e－＋4OH－=4H2O；

正極是O2得到電子生成水，發生的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；

電極的總反應式為2H2＋O2=2H2O；

②甲烷燃料電池。堿性介質(如KOH)工作時，負極上甲烷失電子在堿性條件下生成碳酸鹽和水，反應的電極方程式為：CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O；

正極上氧氣得電子產生氫氧根離子，反應的電極方程式為：2O2＋8e－＋4H2O=8OH－；

電極總反應式為：CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O。