Question

【题目】如下图所示，装置Ⅰ为甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

（1）b处应通入(填“CH3OH”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是；
（2）电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度；
（3）若铜电极质量减小6.4 g，则消耗标况下的O2的体积为。
（4）若将装置I中电解质溶液换成硫酸溶液，则在工作过程中H+ 移向电极（填“a”或“b”）。

Answer 1

【答案】
（1）O2,CH3OH - 6e－+ 8OH－ = CO32－+6H2O
（2）变小,不变
（3）1.12L
（4）b
【解析】解：甲醇燃料电池的总反应为2CH3OH＋3O2+4OH－ =2 CO32－+6H2O，还原剂是甲醇，应通入负极区，氧气是氧化剂应通入正极室。要想实现铁棒上镀铜，铁必须做阴极，铜做阳极，所以I装置中左室中的电极为负极，右室中的电极为正极。（1）b处应通入O2　，a处电极上发生的电极反应式是CH3OH - 6e－+ 8OH－ = CO32－+6H2O；（2）电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的氢氧根离子的浓度变小，所以pH变小。装置Ⅱ中阳极铜溶解变成铜离子、阴极铜离子得电子变成铜析出，所以Cu2＋的物质的量浓度不变；（3）若铜电极质量减小6.4 g，即溶解了0.1mol，则电路中通过了0.2mol电子，根据电子转移守恒可知，燃料电池中要消耗0.05mol氧气，消耗的O2在标况下的体积为1.12L　。（4）原电池中，电解质的阳离子向正极定向移动。若将装置I中电解质溶液换成硫酸溶液，则在工作过程中H+ 移向b电极。