Question

2．用甲烷、甲醇、乙醇、甲醚等可以制成燃料電池．實驗室中，若以甲醇燃料電池為直流電源，以一定濃度的乙醛和 Na₂SO₄溶液為電解質溶液，模擬乙醛廢水的處理過程，其原理是乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應，轉化為乙醇和乙酸，其裝置示意圖如圖所示．
①燃料電池中b極應通入CH₃OH（填結構簡式）氣體．
②電解過程中，某時刻陽極區(qū)溶液中Na₂SO₄與CH₃COOH的物質的量相同．則下列關于該時刻陽極區(qū)溶液中各微粒濃度關系的說法不正確的是d（填字母序號）．
a．c（Na⁺）不一定是c（SO₄^2-）的2倍
b．c（Na⁺）=2c（CH₃COOH）+2c（CH₃COO^-）
c．c（Na⁺）＞c （CH₃COOH）＞c（CH₃COO^-）＞c （OH^-）
d．（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₄^2-）+c（CH₃COO-）+c（OH^-）

Answer 1

分析 ①b為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，應通入CH₃OH；
②a．從離子交換膜的角度判斷；
b．根據(jù)物料守恒判斷；
c．從電荷守恒的角度分析；
d．醋酸為弱電解質，主要以分子形成存在．

解答 解：①b為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，應通入CH₃OH，故答案為：CH₃OH；
②a．鈉離子經過陽離子離子交換膜進入陰極，而硫酸根離子不能經過陽離子交換膜，則c（Na⁺）不一定是c（SO₄^2-）的2倍，故a正確；
b．Na₂SO₄與CH₃COOH的物質的量相同，則有c（Na⁺）=2c（CH₃COOH）+2c（CH₃COO^-），故b正確；
c．醋酸為弱電解質，主要以分子形成存在，則有c（Na⁺）＞c（CH₃COOH）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-），故c正確；
d．電荷不守恒，應為c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₄^2-）+c（CH₃COO^-）+c（OH^-），故d錯誤．
故答案為：d．

點評 本題在電化學的基礎上綜合考查原電池和電解池的反應原理、物質的分離等知識，題目較為綜合，難度中等，注意把握②題的做題思路和角度．