Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題（甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量），當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時，觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題：

（1）甲池為______（填原電池、電解池或電鍍池）,通入甲醇電極的電極反應(yīng)式為________。

（2）乙池中B電極為______（填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽極”），該池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為________。

（3）當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增重5.4g時，甲池中理論上消耗O2的體積為______mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

（4）丙池中，C上的電極反應(yīng)式為________________。如果起始時盛有1000 mL pH＝5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時間后溶液的pH變?yōu)?/span>1。若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入_____（填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為_______g。

（5）若將丙池中兩個電極改成等質(zhì)量的Fe和Cu，實(shí)現(xiàn)在Fe上鍍Cu，當(dāng)甲中消耗1.6g甲醇時，丙中兩個電極質(zhì)量差為______g。

Answer 1

【答案】原電池 CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O 陰極 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 280 4OH－－4e－= O2↑+2H2O或2H2O－4e－= O2↑+4H+ 氧化銅（或碳酸銅） 4 g（或6.2 g） 19.2

【解析】

甲池為燃料電池，CH3OH為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣為正極發(fā)生還原反應(yīng)，則乙中A為陽極，B為陰極，陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極上銀離子得電子生成Ag，丙池中C為陽極，D是陰極，也就是惰性電極電解硫酸銅。

（1）甲池為甲醇燃料電池，為原電池，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)在堿溶液中生成碳酸鹽，甲池中通入CH3OH電極的電極反應(yīng)為：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O，

故答案為：原電池；CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；

（2）乙池是電解池，A與甲池中的正極相連，A為陽極，B為陰極，電池中是電解硝酸銀溶液生成銀，硝酸和氧氣，電池反應(yīng)為：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；

答案為：陰極；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3

（3）當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.4g為Ag，物質(zhì)的量= =0.05mol，依據(jù)電子守恒計(jì)算4Ag～O2～4e-，甲池中理論上消耗O2的體積=mol×22.4L/mol=0.28L=280ml；

答案為：280；

（4）丙池中，C電極與甲池原電池的正極相連，C為陽極，D為陰極，C電極上根據(jù)陰離子放電順序，水中氫氧根離子失去電子轉(zhuǎn)變?yōu)樗�和氧氣或可寫為水失去電子生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－= O2↑+2H2O或2H2O－4e－= O2↑+4H+；陰極上銅離子放電生成銅，陽極上析出氧氣、陰極上析出銅，所以相當(dāng)于析出CuO，電池反應(yīng)式為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑，pH=1時溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，則溶液中n（H2SO4）=0.05mol/L×1L=0.05mol，陰極析出n（Cu）=n（H2SO4）=0.05mol，根據(jù)“析出什么加入什么”原則，根據(jù)Cu原子守恒知析出m（CuO）=n（Cu）．M（CuO）=0.05mol×80g/mol=4g，也可以加入碳酸銅，其質(zhì)量=0.05mol×124g/mol=6.2g；

答案為：氧化銅（或碳酸銅）；4 g（或6.2 g）；

（5）若將丙池中兩個電極改成等質(zhì)量的Fe和Cu，實(shí)現(xiàn)在Fe上鍍Cu，則陽極反應(yīng)為：Cu2e=Cu2+，陰極反應(yīng)為：Cu2++2e=Cu，當(dāng)甲中消耗1.6g甲醇時即轉(zhuǎn)移電子為

×6=0.3mol，所以丙中兩個電極質(zhì)量差為64g/mol×0.3mol=19.2g，

故答案為：19.2。