题目内容

19.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转.

请回答下列问题:
(1)甲池为原电池(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),A电极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.
(2)丙池中F电极为阴极 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应方程式为2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2SO4+2Cu+O2↑.
(3)当池中C极质量减轻10.8g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为560mL(标准状况).
(4)一段时间后,断开电键K,加入下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是B(填选项字母).
A.Cu        B.CuO      C.Cu(OH)2      D.Cu2(OH)2CO3

分析 由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池,通甲醇的A为负极、B为正极,电解质溶液为KOH溶液,则A电极反应方程式为:2CH3OH+16OH--12e-═CO32-+12H2O,B电极反应式为:3O2+12e-+6H2O=12OH-;乙池为电解池,C为阳极电极反应为:Ag-e-=Ag+,D做阴极,电极反应为Cu2++2e-=Cu,乙池中C极质量减轻43.2,转移电子为0.4ol,故甲池消耗O2为0.1 mol体积为0.1 mol×22.4L/mol=2.24L=224mL;一段时间后,断开电键K,要使乙池恢复到反应前浓度需加入Cu;丙池中E为阳极,电极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,F电极为阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故总反应方程式为:2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2SO4+2Cu+O2↑.

解答 解:(1)由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池,通甲醇的A为负极、B为正极,电解质溶液为KOH溶液,则A电极反应方程式为:2CH3OH+16OH--12e-═CO32-+12H2O,B电极反应式为:3O2+12e-+6H2O=12OH-
故答案为:原电池; CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;
(2)丙池中E为阳极,电极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,F电极为阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故总反应方程式为:2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2SO4+2Cu+O2↑,
故答案为:阴极;2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2SO4+2Cu+O2↑;
(3)乙池为电解池,C为阳极电极反应为:Ag-e-=Ag+,D做阴极,电极反应为Cu2++2e-=Cu,乙池中C极质量减轻10.8g,则其物质的量n(Ag)=$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol,则转移电子为0.1mol,故甲池消耗O2为0.1 mol×$\frac{1}{4}$=0.025mol,所以体积为0.025 mol×22.4L/mol=0.56L=560mL,
故答案为:560;
(4)一段时间后,断开电键K,要使丙池恢复到反应前浓度,根据2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2SO4+2Cu+O2↑可知,需加入CuO,CuO与硫酸生成硫酸铜和水,
故答案为:B.

点评 本题考查了原电池和电解池的相关知识,侧重于电极反应式书写和电子守恒在计算中应用的考查,题目难度中等,考查了学生对原电池和电解池原理的掌握情况.

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