Question

8．粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质．在如图所示的装置中，甲池的总反应方程式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O．接通电路一段时间后，纯Cu电极质量增加了3.2g．在此过程中，下列说法正确的是（　　）

• A． 甲池中电解质溶液的pH值减小
• B． 乙池中CuSO₄溶液的浓度不变
• C． 甲池中理论上消耗空气的体积是2.8L（空气中O₂体积分数以20%计算）
• D． 甲池通入CH₃OH一极的电极反应为：CH₃OH-6e-+2H₂O═CO₃^2-+8H⁺

Answer 1

分析 A．甲池能自发的发生氧化还原反应，符合原电池的条件，属于燃料原电池，总的电极反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，导致氢氧根离子的浓度减小；
B．粗铜比铜活泼的金属放电，而阴极一直是铜离子放电，所以铜离子的浓度减小；
C．串联电路中转移电子相等，根据铜离子得电子数计算消耗空气的体积；
D．甲池中，通入甲醇的电极是负极，碱性条件下，电极反应式中不能产生氢离子．

解答 解：A．甲池能自发的发生氧化还原反应，符合原电池的条件，属于燃料原电池，总的电极反应式为：：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，导致氢氧根离子的浓度减小，所以pH值减小，故A正确；
B．乙池中，阳极上不仅溶解铜还溶解锌、铁、银等金属，阴极上只有铜析出，所以阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，则溶液中硫酸铜溶液浓度减小，故B错误；
C．串联电路中转移电子相等，析出3.2g铜转移电子的物质的量=氧气得电子的物质的量，所以如果在标况下消耗空气体积=$\frac{\frac{3.2g}{64g/mol}×2}{4}$=2.8L，而状况不知，故C错误；
D．甲池中，通入甲醇的电极是负极，碱性条件下，电极反应式中不能产生氢离子，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，故D错误；
故选A．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确各个电极上发生的电极反应式是解本题关键，易错选项是D，只有酸碱性条件下，燃料电池中电极反应式不同，所以书写燃料电池的电极反应式要结合电解质溶液的酸碱性，为易错点．