Question

如圖是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程的示意圖．

Ⅰ．在甲池中，若A端通入甲醇，B端通入氧氣，丙池中裝有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%的Na₂SO₄溶液100g，過(guò)一段時(shí)間后，丙池中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?0.99%．
（1）此時(shí)A端為電源的

 

極（填“正”或“負(fù)”），A極的電極反應(yīng)式為：

 

．
（2）若乙池溶液的體積為1L，則此時(shí)乙池溶液中c（H⁺）=

 

（不考慮Ag⁺的水解）．
（3）丙池中產(chǎn)生的氣體體積為

 

L．（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
Ⅱ．制取KMnO₄的最好方法是電解K₂MnO₄，若此時(shí)把丙池中陽(yáng)極材料換為鎳板，陰極材料換為K₂MnO₄鐵板，硫酸鈉溶液換成K₂MnO₄溶液，則可制取KMnO₄．
（4）陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

 

．此時(shí)溶液的pH

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）通入甲醇的電極為負(fù)極、該電極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（2）根據(jù)丙池質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化計(jì)算電解的水的質(zhì)量，求轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算生成硝酸的量，進(jìn)而計(jì)算氫離子濃度；
（3）根據(jù)電解了的水的量，計(jì)算產(chǎn)生氫氣氧氣的總量；
（4）根據(jù)在電解槽中用鉑板作用陽(yáng)極，鐵作陰極電解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，陰極上水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，陽(yáng)極上錳酸根離子失電子反應(yīng)氧化反應(yīng)生成高錳酸根離子，兩電極方程式相加即可得總方程式，根據(jù)總反應(yīng)確定pH的變化．

解答： 解：丙池中裝有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%的Na₂SO₄溶液100g，過(guò)一段時(shí)間后，丙池中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?0.99%，設(shè)電解掉的水的質(zhì)量是m，則
100×10%=（100-m）×10.99%，解得m=9g，電解了9g即0.5mol水，轉(zhuǎn)移電子是1mol．
（1）甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-，
（2）乙池中A電極上氫氧根離子放電、陰極上銀離子放電，所以乙池電池反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O

通電  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子是1mol，生成硝酸是
1mol，則此時(shí)乙池溶液中c（H⁺）=

1mol

1L

=1mol/L，故答案為：1mol/L；
（3）電解硫酸鈉實(shí)質(zhì)是電解水，電解了9g水，即0.5mol水被電解，產(chǎn)生氫氣是0.5mol，氧氣是0.25mol，所以氣體的總體積是（0.5mol+0.25mol）×22.4L/mol=16.8L，故答案為：16.8；
（4）電解錳酸鉀溶液時(shí)，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，陽(yáng)極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應(yīng)式為2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-，總方程式為：2MnO₄^2-+2H₂O=2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-，生成氫氧根離子，此時(shí)溶液的pH增大，故答案為：
故答案為：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；增大．

點(diǎn)評(píng)：本題以電解原理為載體考查了電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)和電子守恒的計(jì)算，難度不大，會(huì)根據(jù)題中已知條件以及電解原理確定生成物并寫(xiě)出反應(yīng)方程式是解本題的關(guān)鍵．