Question

2．如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O．
（1）甲池是原电池装置．
（2）乙池中A（石墨）电极的名称是阳极．
（3）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式：CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-．
（4）乙池中反应的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O₂280 mL（标准状况）；此时丙池某电极上析出1.60g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是BD（填序号）．
A．MgSO₄　        B．CuSO₄           C．NaCl　          D．AgNO₃．

Answer 1

分析 （1）甲装置为燃料电池；
（2）A与原电池的正极相连；
（3）燃料电池中燃料失电子发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；B电极与原电池负极相连，为阴极，银离子在B上得电子；
（4）乙为电解池，电解质溶液为AgNO₃；
（5）乙池是电解池，碳作阳极，银作阴极，所以反应是电解硝酸银溶液；根据转移电子守恒计算消耗氧气 等体积，丙池中，阴极上析出金属，根据转移电子计算金属的相对原子质量，从而确定盐．

解答 解：（1）甲装置为甲醇燃料电池，属于原电池，
故答案为：原电池；
（2）A与原电池的正极相连，则A为阳极；
故答案为：阳极；
（3）燃料电池中燃料失电子发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，其电极的电极反应式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-；故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-；
（4）乙为电解池，电解质溶液为AgNO₃，则乙池中反应的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（5）乙池中A（Ag）极上银离子得电子生成Ag，其电极反应为Ag⁺+e^-=Ag，已知A（Ag）极的质量增加5.40g时，n（Ag）=0.05mol，
则转移电子为0.05mol，甲中正极反应为：O₂+4e^-+H₂O=4OH^-，则转移0.05mol电子时消耗的氧气为0.0125mol，则氧气的体积为0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280ml；丙池是电解池，阴极上金属离子放电析出金属单质，则金属元素在氢元素之后，D电极连接甲醇电极，所以D是阴极，根据转移电子相等知，当析出一价金属时，其摩尔质量=1.6÷0.05=32g/mol，该元素为硫，错误，当析出的是二价金属，则其摩尔质量=（1.6÷0.05）×2=64g/mol，所以该金属是铜，则溶液是硫酸铜溶液，也可能是硝酸银放电结束后水放电，所以也可能是硝酸银，故选BD．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．