Question

16．某实验小组将反应2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）设计成如图所示的电池装置，负极的电极反应式为CO-2e^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；正极的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．电池工作时，正极区域溶液的pH变大（填“变大”“变小”或“不变”）用该原电池做电源，电解200mL饱和食盐水（足量），消耗的标准状况下的CO224mL，则溶液的pH=13．（不考虑溶液体积的变化）

Answer 1

分析 CO在负极失电子生成碳酸根离子，氧气在正极得电子生成氢氧根离子；根据电极方程式判断溶液pH的变化；电解饱和食盐水的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，根据转移电子守恒计算溶液中的氢氧根离子浓度，再确定pH．

解答 解：将反应2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）设计成如图所示的电池装置，CO在负极失电子生成碳酸根离子，则负极的电极方程式为：CO-2e^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，则正极的电极方程式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；电池工作时，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极区域溶液的pH变大；消耗的标准状况下的CO24mL，则CO的物质的量为$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，则转移电子为0.02mol，电解饱和食盐水的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，由转移电子守恒可知，生成的氢氧根离子的物质的量为0.02mol，则c（OH^-）=0.1mol/L，所以pH=13．
故答案为：CO-2e^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；变大；13．

点评 本题考查原电池、电解池工作原理，题目难度中等，正确推断燃料电池正负极是解本题的关键，难点是溶液的pH计算，根据电解饱和食盐水的离子方程式分析解答．