Question

（10分）如圖所示，用甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型燃料電池做電源，對(duì)A、B裝置通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)有1.6g甲醇參加反應(yīng)且③電極增重（假設(shè)工作時(shí)無(wú)能量損失）。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）分別指出F電極、②電極的名稱               、             。

（2）④電極的反應(yīng)式：               。E電極的反應(yīng)式：                。

①電極上產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是               。

（3）若A池中原混合液的體積為500 mL，CuSO₄、K₂SO₄濃度均為0.1 mol/L，電解過程中A池中共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體           L。

 

Answer 1

【答案】

（1）   正極        陽(yáng)極    (（每空1分）

（2）   Ag －e^—=Ag⁺    ，   CH₃OH + 8OH^-- 6e^-== CO₃^2－ + 6H₂O   、

先有紅色固體析出，后有氣泡產(chǎn)生    。（每空2分）

（3）    3.92      。 （每空2分）

【解析】（1）③電極增重，則③是陰極，④是陽(yáng)極，所以F是正極，E是負(fù)極，①是陰極，②是陽(yáng)極。

（2）由于陽(yáng)極銀是活性電極，所以④電極的反應(yīng)式為Ag －e^—=Ag⁺。原電池中負(fù)極失去電子，所以甲醇在E電極失去電子，由于是堿性電解質(zhì)，所以方程式為CH₃OH + 8OH^-- 6e^-== CO₃^2－ + 6H₂O。A中含有硫酸銅和硫酸鉀，所以陰極首先是銅離子放電，然后是氫離子放電，生成氫氣，即現(xiàn)象是先有紅色固體析出，后有氣泡產(chǎn)生。

（3）1.6g甲醇共失去電子是1.6g÷32g/mol×6＝0.3mol。硫酸銅是0.05mol，得到0.1mol電子，所以生成氫氣是（0.3mol－0.1mol）÷2＝0.1mol。而陰極得到氧氣，物質(zhì)的量是0.3mol÷4＝0.075mol，所以體積共計(jì)是（0.1mol＋0.075mol）×22.4L/mol＝3.92L。