Question

【題目】下圖是一個電化學過程的示意圖，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的電極反應式為_______，乙裝置中電極B(Ag)的電極反應式為______，丙裝置中D極的產物是________(寫化學式)。

(3)一段時間，當丙池中產生112 mL(標準狀況)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)。若要使丙池恢復電解前的狀態，應向丙池中通入________(寫化學式)；其物質的量為____________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知識，甲池為燃料電池，甲烷在負極發生氧化反應，氧氣在正極發生還原反應；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，陰極發生還原反應，陽極發生氧化反應；乙池為電解硝酸銀溶液，丙池為電解氯化鈉溶液，據各自的反應進行分析計算。

（1）甲池能夠自發進行氧化還原反應，屬于原電池；其中通入CH4一極為電池負極，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在負極發生氧化反應，通入CH4的電極反應式為CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；乙池中B為陰極，發生還原反應，電極反應式為Ag＋＋e－===Ag；丙池為電解池，且D極為陰極，電解液為NaCl溶液，則D極發生的電極反應為2H2O+2e-=H2+2OH-，產物為H2和NaOH；

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

（3）丙池中發生的總反應為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+ H2↑，標況下112mL氣體對應的物質的量為0.005mol，根據總反應方程式可知，生成H2和Cl2各0.0025mol，則生成的c（OH-）=0.0025mol×2/0.5L=0.01mol/L，根據25 ℃時KW=c（H+）c（OH-）=10-14可知，c（H+）=10-12，對應的pH＝12；要使丙池恢復電解前的狀態，應向丙池中加入HCl； 根據Cl2+H2=2HCl可知，n（HCl）=2n（Cl2）=0.0025mol×2=0.005mol；

故答案是：12；HCl；0.005。