Question

3．如圖是一個化學過程的示意圖．已知甲池的總反應式為2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O．請回答：

（1）甲池是原電池，通入O₂的電極作為正極，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
（2）乙池是電解池，A電極名稱為陽極，電極反應式為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，乙池中的Ag⁺將向B極（填“A”或“B”）移動，乙池中的總反應離子方程式為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，工作一段時間后溶液的pH減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）當乙池中B（Ag）極的質(zhì)量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O₂280mL（標準狀況下）．
（4）印刷電路板的原理為：Cu+2FeCl₃═CuCl₂+2FeCl₂，若利用該原理設計成原電池，請畫出裝置圖并注明電極材料和電解質(zhì)溶液．（限選儀器和試劑為：碳棒、銅片、鐵片、導線、鹽橋、燒杯，F(xiàn)eCl₃溶液、CuCl₂溶液、FeCl₂溶液）

Answer 1

分析 由總方程式可知，甲醇被氧化，為原電池的負極，電極的電極反應式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-，通入氧氣的以及為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，A與原電池正極相連，為電解池的陽極，則B為陰極，c為陽極，d為陰極，結(jié)合電解質(zhì)溶液以及題目要求解答該題．

解答 解：（1）甲為原電池，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：原電；正；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）乙為電解池，A與原電池正極相連，為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，乙池中的Ag⁺將向B極移動，電解硝酸銀溶液，陽極生成氧氣，陰極生成銀，電解總反應式為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，生成H⁺，則溶液pH減小，
故答案為：電解；陽；4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；B；4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；減�。�
（3）乙池中B極發(fā)生還原反應，電極方程式為Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=$\frac{5.40g}{108g/mol}$=0.05mol，則轉(zhuǎn)移電子0.05mol，
由電極方程式O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-可知消耗$\frac{0.05mol}{4}$=0.0125mol氧氣，則V（O₂）=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280mL，
故答案為：280；
（4）根據(jù)電池反應式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應作負極、不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，F(xiàn)eCl₃溶液為電解質(zhì)溶液，則該原電池為，故答案為：．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，明確離子放電順序是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．