Question

15．根據(jù)下圖所示裝置回答下列問題．

（1）甲池是原電池裝置，其中OH^-移向CH₃OH極（填“CH₃OH”或“O₂”）
（2）寫出通入CH₃OH的電極的電極反應(yīng)式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-．
（3）向乙池兩電極附近滴加適量紫色石蕊試液，附近變紅的電極為A極（填“A”或“B”），并寫出此電極的電極反應(yīng)式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（4）乙池中總反應(yīng)的離子方程式為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（5）當乙池中B（Ag）極的質(zhì)量增加4.32g時，乙池的pH是1（忽略AgNO₃溶液的水解，若此時乙池中溶液的體積為400mL）；此時丙池某電極析出1.28g某金屬，則丙中的某鹽溶液可能是（填序號）B．
A．MgSO₄      B．CuSO₄      C．NaCl        D．AgNO₃．

Answer 1

分析 （1）圖中甲池能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)，屬于原電池，原電池中的陰離子移向負極；
（2）通入甲醇的電極為負極、通入氧氣的電極為正極，負極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（3）電解池中連接原電池負極的電極為陰極、連接原電池正極的電極為陽極，根據(jù)電極反應(yīng)式確定現(xiàn)象；
（4）電解硝酸銀生成硝酸、氧氣和水；
（5）根據(jù)銀和氫離子關(guān)系式計算氫離子濃度，從而確定溶液的pH，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．

解答 解：（1）圖中甲池是燃料電池，通入甲醇的電極為負極、通入氧氣的電極為正極將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以屬于原電池，原電池中，陰離子移向負極CH₃OH極，
故答案為：原電池；CH₃OH；
（2）通入甲醇的電極為負極，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^-═6H₂O+CO₃^2-，故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-；
通入氧氣的電極為正極，A連接原電池正極，為電解池陽極，故答案為：陽極；
（3）A是陽極，氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，該電極負極氫離子濃度增加，顯示酸性，遇到石蕊顯示紅色，
故答案為：A；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）乙池中A電極上氫氧根離子放電、陰極上銀離子放電，所以乙池電池反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
故答案為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（5）當乙池中B（Ag）極的質(zhì)量增加4.32g即0.04mol時，設(shè)氫離子濃度為xmol/L，
  4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺                   反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子
  4                  4                          4
0.04mol            0.4xmol                      0.04mol
x=0.1，則溶液的pH=1，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1.28g金屬時轉(zhuǎn)移電子是0.04mol，
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1.28g即0.02mol銅需要轉(zhuǎn)移電子0.04mol，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1.28g銀需要轉(zhuǎn)移電子0.011mol＜0.05mol，故錯誤；
故選B．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，涉及電極反應(yīng)式的書寫及物質(zhì)的量的金屬，會結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫電極反應(yīng)式，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進行計算，題目難度不大．