Question

【題目】如下圖設(shè)計的串聯(lián)電池裝置，R為變阻器，以調(diào)節(jié)電路電流。

（1）寫出b、c電極的電極反應(yīng)式：b______________，c_______________；

（2）寫出f電極的電極反應(yīng)式____________________，向此電極區(qū)域滴入酚酞的現(xiàn)象為：_____________；該電極區(qū)域水的電離平衡被____________（填“促進(jìn)”、“抑制”或“無影響”）。

（3）閉合K一段時間后，丙裝置的電解質(zhì)溶液pH__________（填“變大”、“變小”或“不變”），原因是______________。

（4）電解一段時間后丙裝置析出芒硝（Na2SO4·10H2O），若此時通入CH4的體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則向丙裝置中加入______g H2O就可以將析出的沉淀溶解并恢復(fù)到原有濃度。

Answer 1

【答案】O2+4H++4e-=2H2OCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2H++2e-=H2↑溶液變紅促進(jìn)不變硫酸鈉為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，用惰性電極電解，實(shí)質(zhì)是電解水，所以pH不變72

【解析】

根據(jù)圖示，甲乙裝置為兩個燃料電池串聯(lián)，丙為電解硫酸鈉的裝置。甲乙裝置中通入甲烷的電極為負(fù)極，即a、c為負(fù)極，通入氧氣的為正極，即b、d為正極，則e為陽極，f為陰極。

(1)根據(jù)上述分析，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)為硫酸，電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O，c電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)為氫氧化鉀，電極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，故答案為：O2+4H++4e-=2H2O；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；

(2)f電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，電解反應(yīng)發(fā)生后，電極附近溶液顯堿性，向此電極區(qū)域滴入酚酞，溶液變紅色；氫離子濃度減小，該電極區(qū)域水的電離平衡受到促進(jìn)，故答案為：2H++2e-=H2↑；溶液變紅；促進(jìn)；

(3)丙裝置為電解硫酸鈉溶液，相當(dāng)于電解水，電解后電解質(zhì)溶液pH不變，故答案為：不變；硫酸鈉為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，用惰性電極電解，實(shí)質(zhì)是電解水，所以pH不變；

(4)CH4的體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，甲烷的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O可知，轉(zhuǎn)移的電子為8mol，則丙裝置中電解的水為4mol，質(zhì)量為4mol×18g/mol=72g，因此需要加入72g水，可以將析出的沉淀溶解并恢復(fù)到原有濃度，故答案為：72。