Question

【题目】如图为相互串联的三个装置，试回答：

(1)写出甲池负极的电极反应式：________。

(2)若甲池消耗4.6gC2H5OH气体，则丙池中石墨极上生成气体的物质的量为______，反应一段时间后丙池溶液pH_______（填“增大”、“减小”、“不变”）。

(3)若利用乙池在铁片上镀银，则B是_______（填电极材料），电极反应式是______。

(4)若乙池中A、B为石墨电极，电解质溶液为CuCl2。当丙池共产生6.72L（标况）气体时，乙池A极产物_____mol，检验该产物的方法为：______（简述操作）。

Answer 1

【答案】C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 0.3mol 减小 Fe Ag++e-=Ag 0.2 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近A极，若变蓝，说明所产生气体为Cl2

【解析】

(1)在燃料电池中，通入燃料的电极为负极；

(2)与燃料电极连接的为阴极，与O2电极连接的为阳极，在丙池的石墨电极为阳极，溶液中OH-失去电子，发生氧化反应产生O2。先计算乙醇的物质的量，根据其失去电子，结合同一闭合回路中电子转移数目相等，可计算出反应产生氧气的物质的量，结合水的电离平衡判断溶液pH变化；

(3)在铁片上镀银，金属铁作阴极，金属银作阳极材料，选择硝酸银为电解质溶液；

(4)丙池实质是电解水，反应式为2H2O2H2↑+O2↑，根据气体的体积计算其物质的量，结合方程式确定转移电子数目，在乙池中A电极为阳极，在阳极上产生氯气，利用电子守恒解答，并根据氯气的强氧化性进行检验。

(1)在甲池中通入乙醇的电极为负极，乙醇失去电子，被氧化，与溶液中的OH-结合形成CO32-，所以负极的电极反应式为C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；

(2)在丙池中，石墨电极与燃料电池的正极连接，为阳极，Fe电极为阴极。在石墨电极上发生反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，n(C2H5OH)=4.6g÷46g/mol=0.1mol，根据负极的电极反应式C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O可知：1mol乙醇反应失去12mol电子，则0.1mol乙醇反应失去1.2mol电子，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以丙池中石墨电极上反应产生O2的物质的量是n(O2)=1.2mol÷4=0.3mol；由于溶液中OH-不断放电产生O2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中c(H+)增大，溶液的酸性会逐渐增强，因此反应一段时间后丙池溶液pH减小；

(3)若利用乙池在铁片上镀银，则金属铁是阴极材料，与电源的负极连接，金属银是阳极材料，与电源的正极连接，选择硝酸银为电解质溶液。在甲池中，通氧气的电极是正极，所以乙池中A是阳极，材料是银，B是阴极，材料是铁片，在B电极上发生的电极反应：Ag++e-=Ag；

(4)乙池中A是阳极，发生反应：2Cl- -2e-=Cl2↑，B是阴极，Cu2+获得电子变为单质Cu。丙池共产生标况6.72L气体时，n(气体)=6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，在丙池中实质是电解水，方程式是：2H2O2H2↑+O2↑。根据方程式可知：每反应产生3mol气体，转移电子的物质的量是4mol，则反应产生0.3mol气体，转移电子的物质的量是0.4mol，则根据串联电路中电子转移数目相等，可知在乙池的A电极上反应得到的氯气的物质的量是0.4mol÷2=0.2mol。氯气具有强的氧化性，在溶液中可将I-氧化为I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，故检验氯气的方法是：用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近A极，若变蓝，说明所产生气体为Cl2。