Question

【题目】某兴趣小组的同学用下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__________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为______________。

(2)丙池中E电极为_________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，电极的电极反应式为_____________。该池总反应的化学方程式为___________________。

(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_____mL(标准状况)。

(4)一段时间后，断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是___(填选项字母)。

A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3

Answer 1

【答案】原电池 CH3OH - 6e-+ 8OH－= CO32－+ 6H2O 阳极 2H2O-4e-= O2↑+4H+ 2CuSO4 + 2H2O2Cu +O2↑+2H2SO4 560 B

【解析】

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；乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；丙池为电解池，E为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3，据此分析解答。

(1)由图可知甲图为原电池，A电极通入甲醇，为负极，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；

(2)丙池为电解池，其中E电极连接电源正极，为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极连接电源负极，为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑；

(3)乙池中C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；n(Ag)=10.8g÷108g/mol=0.1mol，由于Ag是+1价的金属，所以转移电子的物质的量为0.1mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以甲池中反应消耗O2的物质的量n(O2)=×0.1mol=0.025mol，则消耗氧气在标准状况下的体积V(O2)=0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL；

(4)一段时间后，断开电键K，根据少什么加什么，丙池一个电极产生Cu单质，另一个电极产生O2，相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO。

A.Cu与硫酸不能反应，不能达到目的，A错误；

B.CuO与硫酸反应，产生硫酸铜和水，能达到目的，B正确；

C.Cu(OH)2比CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，C错误；

D.Cu2(OH)2CO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水，比等物质的量的CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，D错误；

故合理选项是B。