Question

15．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．当乙池中C极质量减轻10.8g时，回答下列问题．

（1）甲池中B电极理论上消耗O₂的体积（标准状况下）560ml．
（2）若丙池中溶液的体积为1000mL，此时丙池中溶液的pH为1．

Answer 1

分析 甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，结合电荷守恒写出电极反应；乙池是电解池，C为阳极，D为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气；丙为电解池E为阳极，F为阴极，电解硫酸铜溶液产物是金属铜、氧气和硫酸．

解答 解：甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，甲池中通入CH₃OH电极的电极反应为：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，乙池是电解池，C为阳极，D为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气，电池反应为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
（1）当乙池中C极质量减轻10.8g时，即消耗金属银是10.8g，即0.1mol，依据电子守恒计算4Ag～O₂～4e-，甲池中理论上消耗O₂的体积=$\frac{0.1}{4}$mol×22.4L/mol=0.56L=560ml；故答案为：560；
（2）丙为电解池E为阳极，F为阴极，电解硫酸铜溶液产物是金属铜、氧气和硫酸，即2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，得到关系2e-～H₂SO₄，
乙池中C极质量减轻10.8g时，即消耗金属银是10.8g，转移电子是0.1mol，所以得到硫酸物质的量是0.05mol，所以氢离子浓度$\frac{0.05mol×2}{1L}$=0.1mol/L，即pH=1，故答案为：1．

点评 本题考查了原电池电解池的相互串联问题，注意首先区分原电池和电解池，题目难度中等．