Question

16．某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題（甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量），當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時(shí)，觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）甲池中A電極的電極反應(yīng)式為CH₄+4OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O．
（2）當(dāng)乙池中C極質(zhì)量減輕10.8g時(shí)，甲池中B電極理論上消耗O₂的體積為560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（3）一段時(shí)間后，斷開電鍵K，下列物質(zhì)能使乙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是A（填選項(xiàng)字母）．
     A．Cu　　  B．CuO      C．Cu（OH）₂　　　D．Cu₂（OH）₂CO₃．
（4）丙池中E、F電極上均有氣體產(chǎn)生，其中F電極得到的是氫氣，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（5）若甲池中甲烷通入量是1L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），且完全反應(yīng)，則理論上通過電路的電量為3.45×10⁴C（法拉第常數(shù)F=9.65×10⁴C•mol^-1）

Answer 1

分析 （1）甲池能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)為原電池，燃料電池中，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算；
（3）根據(jù)“析出什么加入什么”的原則加入物質(zhì)；
（4）F連接電源的負(fù)極，應(yīng)為陰極，生成氫氣，為陽極，陽極上生成氯氣，電解氯化鈉溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉；
（5）由電極方程式CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，利用甲烷的量和轉(zhuǎn)移電子的量之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）甲池能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)為原電池，燃料電池中，燃料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：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
（2）C極上的電極反應(yīng)為：Ag-e^-═Ag⁺，B電極上的電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，當(dāng)池中C極質(zhì)量減輕10.8g時(shí)，即轉(zhuǎn)移電子是0.1mol，此時(shí)甲池中B電極理論上消耗O₂的物質(zhì)的量是0.025mol，體積為0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL，
故答案為：560；
（3）乙池子電解硝酸銅，用活潑電極金屬銀為陽極，所以在陰極上是銅離子得電子生成金屬銅的反應(yīng)，溶液中減少了Cu元素的質(zhì)量，所以要讓電解質(zhì)復(fù)原，需要加入金屬銅，
故選：A；
（4）F連接電源的負(fù)極，應(yīng)為陰極，生成氫氣，為陽極，陽極上生成氯氣，電解氯化鈉溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉；電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：氫氣；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（5）由電極方程式CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O可知，若電池甲烷通入量為1 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），電解池通過的電量為$\frac{1L}{22.4L/mol}$×8×9.65×10⁴C•mol^-1=3.45×10⁴C，故答案為：3.45×10⁴C．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查原電池、電解池的工作原理知識(shí)，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題，做題時(shí)注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書寫，本題中難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)為電極方程式的書寫．