Question

20．如图是一个化学过程的示意图．

（1）甲池中OH^-移向CH₃OH极（填“CH₃OH”或“O₂”）．
（2）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式：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，某电极附近溶液变红，写出其电极反应式：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．
（4）乙池中总反应的离子方程式：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，乙池的pH是1（若此时乙池中溶液的体积为500mL）；此时丙池某电极析出1.60g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；
（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：CH₃OH；
（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：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=4Ag+O₂↑+4H⁺，
故答案为：4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺；
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，设氢离子浓度为xmol/L，
4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺；
          432g    4mol
          5.40g   0.5xmol
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5.40g时转移电子是0.05mol，
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1.60g铜需要转移电子0.05mol，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1.60g银需要转移电子0.0148mol＜0.05mol，故正确；
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．