Question

20．如图是一个化学过程的示意图．

（1）请回答图中甲池是原电池装置，其中OH^-移向正极（填“正”或“负”）
（2）写出通入CH₃OH的电极反应式是CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O
（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为A极（填“A”或“B”），并写出此电极反应的电极反应式4H₂O-4e^-=O₂↑4H⁺．
（4）乙池中反应的离子方程式为4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加2.70g时，乙池的pH是1（若此时乙池中溶液的体积为250mL）；此时丙池某电极析出0.80g某金属，则丙中的某盐溶液可能是BD（填序号）
A．MgSO₄    B．CuSO₄    C．NaCl    D．AgNO₃．

Answer 1

分析 （1）燃料电池属于原电池，原电池放电时，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；
（2）燃料电池中燃料失电子发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
（3）乙池有外接电源是电解池，阳极上水得电子生成氧气和氢离子，阴极上银离子放电，酸性溶液使紫色石蕊试液变红，根据电极附近溶液的酸碱性变化确定溶液变红的电极；
（4）电解硝酸银溶液时，银离子得电子生成银、水失电子生成氧气和氢离子，据此写出离子方程式；
（5）根据银和氢离子关系式计算氢离子浓度，从而确定溶液的pH，阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，据此确定含有的金属元素．

解答 解：（1）燃料电池是化学能转变为电能的装置，属于原电池，燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，原电池放电时，电解质溶液中氢氧根离子向负极移动，即向投放甲醇的电极移动，故答案为：原电池；正；
（2）该燃料电池中，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙池有外接电源属于电解池，连接原电池正极的A是阳极，连接原电池负极的B是阴极，电解硝酸银溶液时，A电极上水得电子生成氧气和氢离子，溶液呈酸性，加热紫色石蕊试液呈红色，电极反应式为4H₂O-4e^-=O₂↑4H⁺，
故答案为：A，4H₂O-4e^-=O₂↑4H⁺；
（4）电解硝酸银溶液时，银离子得电子生成银、水失电子生成氧气和氢离子，离子方程式为4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，
故答案为：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加2.70g时，设氢离子浓度为xmol/L，
4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺；
432g                           4mol
2.70g                       0.25xmol
x=0.1，则溶液的pH=1，阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，据此确定含有的金属元素，析出2.70g时转移电子是0.025mol，
A、硫酸镁中镁元素处于H元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；
B、电解硫酸铜溶液时，阴极上析出0.8g铜需要转移电子0.025mol，故正确；
C、氯化钠中钠元素处于氢元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；
D、电解硝酸银溶液时，阴极上析出0.80g银需要转移电子0.0074mol＜0.025mol，故正确；
故选BD；
故答案为：1；BD．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，注意（5）题中，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，为易错点．