题目内容
Mg-H2O2电池是一种新型的海水电池．该电池以海水为电解质溶液，结构如图一所示．
（1）该电池工作时，Mg电极作 极，石墨电极上的电极反应式为 ，电池工作时， （填离子符号）会穿过阴离子交换膜向 极移动
（2）臭氧（O3）是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得．结构如图二所示．
①图中阴极为 （填“A”或“B”），其电极反应式为 ．
②若C处通入O2，则A极的电极反应式为 ．
③若用Mg-H2O2电池做电解电源，C处不通入O2，D、E处分别收集到26.88L和有11.2L气体（标准状况），则E处收集的气体中O3所占的体积分数为 ．（忽略O3的分解）；此时，通过电池中阴离子交换膜的离子的物质的量为 ．
（1）该电池工作时，Mg电极作
（2）臭氧（O3）是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得．结构如图二所示．
①图中阴极为
②若C处通入O2，则A极的电极反应式为
③若用Mg-H2O2电池做电解电源，C处不通入O2，D、E处分别收集到26.88L和有11.2L气体（标准状况），则E处收集的气体中O3所占的体积分数为
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）该原电池中，Mg易失电子作负极、石墨作正极，正极上双氧水得电子生成氢氧根离子，阴离子交换膜只能阴离子通过；放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动；
（2）①电解稀硫酸时，E电极上氧气或臭氧，则B电极是阳极，所以A电极是阴极，阴极上氢离子放电生成氢气；
②若C处通入O2，则A极上氧气得电子和氢离子反应生成水；
③D处收集气体的物质的量=
=1.2mol，E处收集气体的物质的量=
=0.5mol，根据转移电子相等计算生成臭氧物质的量，从而计算体积分数；通过阴离子交换膜的物质的量和放电氢氧根离子的物质的量相等．
（2）①电解稀硫酸时，E电极上氧气或臭氧，则B电极是阳极，所以A电极是阴极，阴极上氢离子放电生成氢气；
②若C处通入O2，则A极上氧气得电子和氢离子反应生成水；
③D处收集气体的物质的量=
| 26.88L |
| 22.4L/mol |
| 11.2L |
| 22.4L/mol |
解答：
解：（1）该原电池中，Mg易失电子作负极、石墨作正极，正极上双氧水得电子生成氢氧根离子，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，阴离子交换膜只能阴离子通过，所以放电时，电解质溶液中阴离子OH- 向负极移动，故答案为：负；H2O2+2e-=2OH-；OH-； 负（Mg）；
（2）①电解稀硫酸时，E电极上氧气或臭氧，则B电极是阳极，所以A电极是阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：A；2H++2e-=H2↑；
②若C处通入O2，则A极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H++4e-+O2=2H2O，故答案为：4H++4e-+O2=2H2O；
③D处收集气体的物质的量=
=1.2mol，E处收集气体的物质的量=
=0.5mol，
设生成氧气的物质的量为xmol、生成臭氧物质的量为ymol，结合转移电子相等得
，
相同条件下，臭氧的物质的量分数等于其体积分数，所以
×100%=40%，
阳极上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O、6OH--6e-=O3↑+3H2O，通过阴离子交换膜的物质的量和放电氢氧根离子的物质的量相等=4n（O2）+6n（O3）=0.3mol×4+0.6mol×2=2.4mol，
故答案为：40%；2.4mol．
（2）①电解稀硫酸时，E电极上氧气或臭氧，则B电极是阳极，所以A电极是阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：A；2H++2e-=H2↑；
②若C处通入O2，则A极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H++4e-+O2=2H2O，故答案为：4H++4e-+O2=2H2O；
③D处收集气体的物质的量=
| 26.88L |
| 22.4L/mol |
| 11.2L |
| 22.4L/mol |
设生成氧气的物质的量为xmol、生成臭氧物质的量为ymol，结合转移电子相等得
|
|
相同条件下，臭氧的物质的量分数等于其体积分数，所以
| 0.2mol |
| 0.5mol |
阳极上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O、6OH--6e-=O3↑+3H2O，通过阴离子交换膜的物质的量和放电氢氧根离子的物质的量相等=4n（O2）+6n（O3）=0.3mol×4+0.6mol×2=2.4mol，
故答案为：40%；2.4mol．
点评：本题考查原电池和电解池原理，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是（2）③中臭氧、转移离子物质的量的计算，要根据转移电子相等进行计算，题目难度中等．
练习册系列答案
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