问题标题:
某同学设计了一个乙醇(CH3CH2OH)燃料电池,并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如1图:①写出ⅰ中通入乙醇这一极的电极反应式___.②25℃,1.01×105Pa时23g液态乙醇
问题描述:
某同学设计了一个乙醇(CH3CH2OH)燃料电池,并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如1图:
①写出ⅰ中通入乙醇这一极的电极反应式___.
②25℃,1.01×105Pa时23g液态乙醇完全燃烧,当恢复至原状态时,放出362.9kJ热量,写出乙醇燃烧热的热化学方程式:___.
③理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式___;原混合液中CuSO4溶液物质的量浓度为___ mol/L.
盛津芳回答:
①在燃料电池的中,负极上是燃料发生失电子的氧化反应,在碱性环境下,乙醇失电子的过程为:CH3CH2OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O,
故答案为:CH3CH2OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O;
②23g液态乙醇完全燃烧,即0.5mol乙醇,当恢复到原状态时,放出362.9kJ的热量,则1mol液态乙醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出725.8kJ的热量,即热化学方程式为:CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-725.8KJ/mol,
故答案为:CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-725.8KJ/mol;
③乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,t1~t2电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,所以在t1后,石墨电极上的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;
0~t2电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,阴极Cu2++2e-=Cu,n(Cl2)=0.224L22.4L/mol
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