Question

（6分）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10.8 g时，回答下列问题。

（1）写出A极的电极方程式： 。

（2）甲池中B电极理论上消耗O2的体积（标准状况下）为多少毫升?

（3）若丙池中溶液的体积为1000 mL，此时丙池中溶液的pH为多少？

 

Answer 1

解：（1）CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O（2分）

（2）甲池中B电极理论上消耗O2的体积（标准状况下）为56ml。

（3）丙池中溶液的pH为1

串联装置，所以电子转移数目相等。

C极上的电极反应为：Ag － e－ ＝ Ag+

108 g 1 mol

10.8 g n(e－)

n(e－)＝＝0.1 mol （1分）

B电极上的电极反应为：O2 + 2H2O + 4e－＝4OH－

1 4

n(O2) 0.1 mol

n(O2)＝＝0.025 mol

V(O2)＝0.025 mol×22.4 L/mol＝0.56 L＝560 mL（1分）

（3）2Cu2+＋2H2O＝2Cu＋O2＋4H+

4H+———— 4e－

4 mol 4 mol

n(H+) 0.1 mol

n(H+)＝＝0.1 mol（1分）

因1 L含n(H+)为0.1 mol，c(H+)＝0.1 mol/L

则：pH＝－lg c(H+)＝－lg10-1＝1（1分）

【解析】

试题分析：（1）甲池能自发进行氧化还原反应为原电池，燃料电池中，燃料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+8OH--6e-═CO32-+6H2O。

（2）C极上的电极反应为：Ag-e-═Ag+，B电极上的电极反应为：O2+2H2O+4e-═4OH-，当池中C极质量减轻10.8g时，即转移电子是0.1mol，此时甲池中B电极理论上消耗O2的物质的量是0.025mol，体积为0.025mol×22.4L/mol=0.056L=56mL。

（3）当池中C极质量减轻10.8g时，即转移电子是0.1mol，此时丙池中E电极反应为2H2O-4e-═O2↑+4H+，所以生成的氢离子的物质的量0.1mol，则氢离子的浓度为0.1mol/L，所以PH=1。

考点：本题考查原电池和电解池原理。