Question

【題目】如圖是一個(gè)化學(xué)過程的示意圖。

(1)C(Pt)電極的名稱是____。

(2)寫出通入O2的電極上的電極反應(yīng)式:_______________。

(3)寫出通入CH3OH的電極上的電極反應(yīng)式:_________。

(4)若丙池是電解飽和食鹽水溶液,在____(填“陽(yáng)極”或“陰極”)附近滴入酚酞溶液變紅。

(5)乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

(6)當(dāng)乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加5.40 g時(shí),甲池中理論上消耗O2____mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);若丙池中飽和食鹽水溶液的體積為500 mL,電解后,溶液的pH=_____。(25 ℃,假設(shè)電解前后溶液的體積無(wú)變化)。

Answer 1

【答案】陽(yáng)極 O2+4e-+2H2O=4OH- CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 陰極 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 280 13

【解析】

燃料電池中，通入燃料甲醇的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，通入氧化劑的電極為正極，正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池、丙池是電解池，與電源正極相連的是陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的是陰極，則A是陽(yáng)極、B是陰極，乙池中陽(yáng)極A上氫氧根放電產(chǎn)生氧氣，陰極B上銀離子放電產(chǎn)生銀；丙池中C是陽(yáng)極，D是陰極，電解質(zhì)溶液是氯化鈉溶液，氫離子在陰極上放電，氯離子在陽(yáng)極上放電，據(jù)此分析解答。

根據(jù)上述分析可知甲池為原電池，乙、丙池為電解質(zhì)。在甲池的燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極，與電源正極相連的是陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的是陰極，則A是陽(yáng)極、B是陰極；丙池中C是陽(yáng)極，D是陰極。

(1)根據(jù)上述分析可知C(Pt)連接電源的正極，為陽(yáng)極；

(2)通入O2的電極是正極，正極上O2獲得電子，與溶液中的H2O結(jié)合形成OH-，電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-；

(3)燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；

(4)若丙池是電解飽和食鹽水溶液，在丙池中C是陽(yáng)極，D是陰極，電解質(zhì)溶液是氯化鈉溶液，Cl-在陽(yáng)極失電子產(chǎn)生Cl2，電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑，H+在陰極得到電子產(chǎn)生H2，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，H+放電，水的電離平衡被破壞，使附近溶液中OH-的濃度增大，該區(qū)域溶液呈堿性，滴入酚酞溶液變紅，因此陰極附近溶液變?yōu)榧t色；

(5)乙池中A是陽(yáng)極、B是陰極，陽(yáng)極上水電離出的氫氧根失電子產(chǎn)生氧氣，陰極銀離子得電子產(chǎn)生單質(zhì)銀，屬于放氧生酸型，電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；

(6)當(dāng)乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加5.40g時(shí)，根據(jù)Ag++e-=Ag，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e-)= 5.40g÷108g/mol=0.05mol，根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，結(jié)合O2+4e-+2H2O=4OH-，可知在甲池中理論上消耗O2的體積是V(O2)=×22.4L/mol=0.28L=280mL；反應(yīng)產(chǎn)生氫氧根的物質(zhì)的量為0.05mol，c(OH-)==0.1mol/L，所以溶液pH=13。