Question

1．如图电化学装置工作一段时间后，在B池的b极产生气体1.12L（标况下），已知B池中溶液体积为1L，请回答：

（1）B装置是电解池（“原电池”或“电解池”），a电极是阳极；
（2）A装置中通甲烷一边的电极反应式：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺．
（3）请写出B池的总反应式：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑（化学方程式），B池电解后溶液的pH=13；（忽略氯气与氢氧化钠溶液的反应，且NaCl足量，反应前后溶液体积不变）．
（4）该电化学装置工作过程中，消耗A池氧气的物质的量为0.025mol．

Answer 1

分析 （1）A装置中甲烷与氧气发生自发的氧化还原反应，是原电池，则B为电解池；
（2）A装置中，酸性条件下，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子；
（3）惰性电极电解NaCl溶液，生成NaOH、氢气、氯气；B池中b为阴极，阴极上生成氢气，a为阳极，阳极上生成氯气，根据电解方程式计算；
（4）根据电极方程式和电子守恒计算．

解答 解：（1）A装置中甲烷与氧气发生自发的氧化还原反应，是原电池，B有外加电源为电解池；故答案为：电解池；
（2）A装置中，酸性条件下，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，其电极方程式为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
故答案为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
（3）氯化钠和水在电解条件下生成氢气、氯气和氢氧化钠，所以电池反应式为2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
B池中b为阴极，阴极上生成氢气，a为阳极，阳极上生成氯气，已知n（H₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，则n（NaOH）=0.1mol，所以c（OH^-）=$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L，则溶液的pH=13；
故答案为：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；13；
（4）B池中电解生成氢气的物质的量为0.05mol，则转移电子为0.1mol，A池中正极的电极方程式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，转移0.1mol电子时，消耗氧气为0.025mol；
故答案为：0.025．

点评 本题考查原电池和电解池原理，侧重考查学生分析计算能力，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意结合转移电子守恒进行计算，题目难度中等．