Question

1．如圖電化學裝置工作一段時間后，在B池的b極產(chǎn)生氣體1.12L（標況下），已知B池中溶液體積為1L，請回答：

（1）B裝置是電解池（“原電池”或“電解池”），a電極是陽極；
（2）A裝置中通甲烷一邊的電極反應式：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺．
（3）請寫出B池的總反應式：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑（化學方程式），B池電解后溶液的pH=13；（忽略氯氣與氫氧化鈉溶液的反應，且NaCl足量，反應前后溶液體積不變）．
（4）該電化學裝置工作過程中，消耗A池氧氣的物質的量為0.025mol．

Answer 1

分析 （1）A裝置中甲烷與氧氣發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，是原電池，則B為電解池；
（2）A裝置中，酸性條件下，負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子；
（3）惰性電極電解NaCl溶液，生成NaOH、氫氣、氯氣；B池中b為陰極，陰極上生成氫氣，a為陽極，陽極上生成氯氣，根據(jù)電解方程式計算；
（4）根據(jù)電極方程式和電子守恒計算．

解答 解：（1）A裝置中甲烷與氧氣發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，是原電池，B有外加電源為電解池；故答案為：電解池；
（2）A裝置中，酸性條件下，負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子，其電極方程式為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
故答案為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
（3）氯化鈉和水在電解條件下生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，所以電池反應式為2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
B池中b為陰極，陰極上生成氫氣，a為陽極，陽極上生成氯氣，已知n（H₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，則n（NaOH）=0.1mol，所以c（OH^-）=$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L，則溶液的pH=13；
故答案為：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；13；
（4）B池中電解生成氫氣的物質的量為0.05mol，則轉移電子為0.1mol，A池中正極的電極方程式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，轉移0.1mol電子時，消耗氧氣為0.025mol；
故答案為：0.025．

點評 本題考查原電池和電解池原理，側重考查學生分析計算能力，明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，注意結合轉移電子守恒進行計算，題目難度中等．