Question

【題目】如圖是一個化學過程的示意圖。

(1)C(Pt)電極的名稱是____。

(2)寫出通入O2的電極上的電極反應式:_______________。

(3)寫出通入CH3OH的電極上的電極反應式:_________。

(4)若丙池是電解飽和食鹽水溶液,在____(填“陽極”或“陰極”)附近滴入酚酞溶液變紅。

(5)乙池中反應的化學方程式為____。

(6)當乙池中B(Ag)極的質量增加5.40 g時,甲池中理論上消耗O2____mL(標準狀況下);若丙池中飽和食鹽水溶液的體積為500 mL,電解后,溶液的pH=_____。(25 ℃,假設電解前后溶液的體積無變化)。

Answer 1

【答案】陽極 O2+4e-+2H2O=4OH- CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 陰極 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 280 13

【解析】

燃料電池中，通入燃料甲醇的電極為負極，電極反應為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，通入氧化劑的電極為正極，正極反應為O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池、丙池是電解池，與電源正極相連的是陽極，與電源負極相連的是陰極，則A是陽極、B是陰極，乙池中陽極A上氫氧根放電產生氧氣，陰極B上銀離子放電產生銀；丙池中C是陽極，D是陰極，電解質溶液是氯化鈉溶液，氫離子在陰極上放電，氯離子在陽極上放電，據此分析解答。

根據上述分析可知甲池為原電池，乙、丙池為電解質。在甲池的燃料電池中，通入燃料的電極為負極，通入氧氣的電極為正極，與電源正極相連的是陽極，與電源負極相連的是陰極，則A是陽極、B是陰極；丙池中C是陽極，D是陰極。

(1)根據上述分析可知C(Pt)連接電源的正極，為陽極；

(2)通入O2的電極是正極，正極上O2獲得電子，與溶液中的H2O結合形成OH-，電極反應式為：O2+4e-+2H2O=4OH-；

(3)燃料電池中，通入燃料的電極為負極，電極反應為：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；

(4)若丙池是電解飽和食鹽水溶液，在丙池中C是陽極，D是陰極，電解質溶液是氯化鈉溶液，Cl-在陽極失電子產生Cl2，電極反應為：2Cl--2e-=Cl2↑，H+在陰極得到電子產生H2，電極反應為：2H++2e-=H2↑，H+放電，水的電離平衡被破壞，使附近溶液中OH-的濃度增大，該區域溶液呈堿性，滴入酚酞溶液變紅，因此陰極附近溶液變為紅色；

(5)乙池中A是陽極、B是陰極，陽極上水電離出的氫氧根失電子產生氧氣，陰極銀離子得電子產生單質銀，屬于放氧生酸型，電解反應的化學方程式為：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；

(6)當乙池中B(Ag)極的質量增加5.40g時，根據Ag++e-=Ag，轉移電子的物質的量n(e-)= 5.40g÷108g/mol=0.05mol，根據同一閉合回路中電子轉移數目相等，結合O2+4e-+2H2O=4OH-，可知在甲池中理論上消耗O2的體積是V(O2)=×22.4L/mol=0.28L=280mL；反應產生氫氧根的物質的量為0.05mol，c(OH-)==0.1mol/L，所以溶液pH=13。