Question

3．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．请回答：

（1）甲池是原电池，通入O₂的电极作为正极，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
（2）乙池是电解池，A电极名称为阳极，电极反应式为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，乙池中的Ag⁺将向B极（填“A”或“B”）移动，乙池中的总反应离子方程式为4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，工作一段时间后溶液的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O₂280mL（标准状况下）．
（4）印刷电路板的原理为：Cu+2FeCl₃═CuCl₂+2FeCl₂，若利用该原理设计成原电池，请画出装置图并注明电极材料和电解质溶液．（限选仪器和试剂为：碳棒、铜片、铁片、导线、盐桥、烧杯，FeCl₃溶液、CuCl₂溶液、FeCl₂溶液）

Answer 1

分析 由总方程式可知，甲醇被氧化，为原电池的负极，电极的电极反应式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-，通入氧气的以及为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，则B为阴极，c为阳极，d为阴极，结合电解质溶液以及题目要求解答该题．

解答 解：（1）甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：原电；正；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，乙池中的Ag⁺将向B极移动，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，生成H⁺，则溶液pH减小，
故答案为：电解；阳；4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；B；4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；减小；
（3）乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=$\frac{5.40g}{108g/mol}$=0.05mol，则转移电子0.05mol，
由电极方程式O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-可知消耗$\frac{0.05mol}{4}$=0.0125mol氧气，则V（O₂）=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280mL，
故答案为：280；
（4）根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl₃溶液为电解质溶液，则该原电池为，故答案为：．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，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．