Question

工業(yè)酒精中含有甲醇．下圖是一個與甲醇有關(guān)的電化學(xué)過程的示意圖．
請回答下列問題：
（1）圖中甲池是

 

 （填“原電池”“電解池”）．
（2）寫出通入甲醇的電極的電極反應(yīng)式

 

．
（3）如果將甲池中電解質(zhì)換為稀硫酸，則其通入氧氣的電極的電極反應(yīng)式為

 

．
（4）乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（5）若剛開始即將乙池中的兩電極材料交換，則銀電極的電極反應(yīng)式為

 

，電解質(zhì)溶液的pH

 

（填變大、變小或不變）．
（6）若當(dāng)乙池中B（Ag）極質(zhì)量增加5.4g，丙池中某電極析出1.6g某金屬，則丙池中的某鹽溶液可能是

 

．
A．MgSO₄     B．CuSO₄       C．NaCl       D．AgNO₃
此時甲池中理論上消耗O₂的體積為

 

L（標準狀況）（列式計算）．

Answer 1

考點：常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）沒有外接電源且能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池；  
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）燃料電池中，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）乙池為電解池，A作陽極，B作陰極，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銀離子放電；
（5）若剛開始即將乙池中的兩電極材料交換，該裝置為電鍍池，銀作陽極，陽極上銀失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液濃度不變；
 （6）陰極上析出金屬，則在金屬活動性順序表中金屬元素處于H元素后，根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等知，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)，據(jù)此確定含有的金屬元素，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算．

解答： 解：（1）燃料電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，屬于原電池，故答案為：原電池；
（2）該燃料電池中，甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）燃料電池中，正極上氧化劑氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（4）乙池為電解池，A作陽極，B作陰極，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上銀離子放電氫氣，所以其電池反應(yīng)式為：4AgNO₃+2H₂O═4Ag↓+O₂↑+4HNO₃，故答案為：4AgNO₃+2H₂O═4Ag↓+O₂↑+4HNO₃；
（5）若剛開始即將乙池中的兩電極材料交換，該裝置為電鍍池，銀作陽極，陽極上銀失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ag-e^-=Ag⁺，陰極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液濃度不變，其pH不變，
故答案為：Ag-e^-=Ag⁺；不變；
（6）陰極上析出金屬，則在金屬活動性順序表中金屬元素處于H元素后，根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等知，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)，據(jù)此確定含有的金屬元素，析出5.40g時轉(zhuǎn)移電子是0.05mol，
A、硫酸鎂中鎂元素處于H元素前，所以陰極上不析出金屬單質(zhì)，故錯誤；
B、電解硫酸銅溶液時，陰極上析出1.60g銅需要轉(zhuǎn)移電子0.05mol，故正確；
C、氯化鈉中鈉元素處于氫元素前，所以陰極上不析出金屬單質(zhì)，故錯誤；
D、電解硝酸銀溶液時，陰極上析出1.60g銀需要轉(zhuǎn)移電子0.0148mol＜0.05mol，故正確；
故選BD；
串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，5.40g時轉(zhuǎn)移電子是0.05mol，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.05mol電子時，消耗氧氣的體積=

0.05mol

4

×22.4L/mol=0.28L，
故答案為：BD；0.28．

點評：本題考查了原電池和電解池原理及物質(zhì)的量的有關(guān)計算，還涉及電極反應(yīng)式的書寫，注意（6）題中，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)，為易錯點