Question

【題目】下圖是一個電化學(xué)過程的示意圖，回答下列問題：

(1)甲池是_______裝置，乙裝置中電極A的名稱是__________。

(2)甲裝置中通入CH4的電極反應(yīng)式為_______，乙裝置中電極B(Ag)的電極反應(yīng)式為______，丙裝置中D極的產(chǎn)物是________(寫化學(xué)式)。

(3)一段時間，當(dāng)丙池中產(chǎn)生112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，均勻攪拌丙池，所得溶液在25 ℃時的pH＝________(已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為500 mL)。若要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)向丙池中通入________(寫化學(xué)式)；其物質(zhì)的量為____________mol。

Answer 1

【答案】原電池　　 陽極 CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O Ag＋＋e－===Ag H2和NaOH 12 HCl 0.005

【解析】

該題綜合考察了原電池和電解池的相關(guān)知識，甲池為燃料電池，甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)；與通入甲烷的一極相連接的為電解池的陰極，與通入氧氣的一極相連接的為電解池的氧極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)；乙池為電解硝酸銀溶液，丙池為電解氯化鈉溶液，據(jù)各自的反應(yīng)進(jìn)行分析計算。

（1）甲池能夠自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，屬于原電池；其中通入CH4一極為電池負(fù)極，通入O2一極為電池正極，因此乙池中的電極A為陽極；

故答案是：原電池；陽極；

（2）甲池為燃料電池，CH4在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，通入CH4的電極反應(yīng)式為CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；乙池中B為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag；丙池為電解池，且D極為陰極，電解液為NaCl溶液，則D極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2+2OH-，產(chǎn)物為H2和NaOH；

故答案是：CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；Ag＋＋e－===Ag；H2和NaOH；

（3）丙池中發(fā)生的總反應(yīng)為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+ H2↑，標(biāo)況下112mL氣體對應(yīng)的物質(zhì)的量為0.005mol，根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，生成H2和Cl2各0.0025mol，則生成的c（OH-）=0.0025mol×2/0.5L=0.01mol/L，根據(jù)25 ℃時KW=c（H+）c（OH-）=10-14可知，c（H+）=10-12，對應(yīng)的pH＝12；要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)向丙池中加入HCl； 根據(jù)Cl2+H2=2HCl可知，n（HCl）=2n（Cl2）=0.0025mol×2=0.005mol；

故答案是：12；HCl；0.005。