Question

20．如图中，甲装置为CH₃OH、O₂、KOH三者构成的燃烧电池，其电极均为Pt电极．装置乙中，C、D电极为Pb电极，其表面均覆盖着PbSO₄，其电解液为稀H₂SO₄溶液．
（1）甲装置中B极是正极 （填“正、负”）
（2）写出甲装置中A极的电极反应式CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O
（3）乙装置中SO₄^2-将移向C电极 （填“C、D”）
（4）写出乙装置中C极的电极反应式PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，
（5）当有32克CH₃OH参加反应时，D电极的质量变化为288克．

Answer 1

分析 甲醇燃料碱性电池中，加入燃料的电极是负极，即A为负极，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上通入氧气，即B为正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子；乙装置为电解池，C与正极相连为阳极，阳极上硫酸铅失电子生成二氧化铅，D为阴极，阴极上硫酸铅得电子生成Pb，结合得失电子守恒计算．

解答 解：（1）甲醇燃料碱性电池中，加入燃料的电极是负极，即A为负极，正极上通入氧气，即B为正极，故答案为：正；
（2）A为负极，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，其反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙装置为电解池，电解时阴离子向阳极移动，则SO₄^2-将移向C极移动，故答案为：C；
（4）C与正极相连为阳极，阳极上硫酸铅失电子生成二氧化铅，其电极方程式为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺；
（5）当有32克即1molCH₃OH参加反应时，由CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O可知，转移电子为6mol，D为阴极，阴极上硫酸铅得电子生成Pb阴极反应式为PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，由电子守恒可知，生成Pb为3mol，阴极上PbSO₄转化Pb，则电极减少的质量为硫酸根离子的质量，为3mol×96g/mol=288g，
故答案为：288．

点评 本题考查了燃料电池和电解池，题目难度中等，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意结合电解质溶液酸碱性书写，侧重于考查学生的分析能力．