Question

如图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：

（1）甲池是

 

装置，电极A的名称是

 

．
（2）甲装置中通入CH₄的电极反应式为

 

，乙装置中B（Ag）的电极反应式为

 

，丙装置中D极的产物是

 

（写化学式），
（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况下）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃时的pH=

 

．（已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500mL）．若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入

 

（写化学式）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）甲池为甲烷形成的燃料电池；根据原电池的正负极判断电解池的阴阳极；
（2）CH₄在负极上失电子，碱性条件下生成碳酸根；乙装置中B（Ag）的电极为阳离子得电子；丙装置中D极为阴极；
（3）电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，根据氯气和氢氧化钠的关系式计算氢氧化钠的物质的量浓度，从而得出溶液的pH；根据电解的产物分析，根据“析出什么元素加入什么元素”的原则确定加入的物质．

解答： 解：（1）甲池中一极通入甲烷，另一极通入氧气，所以甲池为甲烷形成的燃料电池，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，A与正极相连，所以A为阳极；
故答案为：原电池；阳极；
（2）CH₄在负极上失电子，碱性条件下生成碳酸根，所以甲装置中通入CH₄的电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；乙装置中B（Ag）的电极为银离子得电子，其电极反应式为：Ag⁺+e^-=Ag；丙装置中D极为阴极，电极上水放电生成氢气和氢氧根离子，所以D极的产物是H₂和NaOH；
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；Ag⁺+e^-=Ag；H₂和NaOH；
（3）设电解后氢氧化钠的物质的量浓度是xmol/L，丙池中产生112mL，则氢气的体积与氯气的体积相同均为56ml，
2NaCl+2H₂O

电解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，
               22.4L       2mol
                0.056L     0.5xmol
则x=

2mol× 0.056L

22.4L  ×0.5mol

=0.01mol/L
则C（H⁺）=10^-12 mol/L，所以溶液的pH=12，
由于电解生成H₂和Cl₂从溶液中逸出，所以应该加二者的化合物，即加入HCl，
故答案为：12；HCl．

点评：本题考查原电池和电解池原理，正确推断原电池正负极是解本题的关键，难点是计算溶液的pH，根据氯气和氢氧化钠的关系来分析解答即可，题目难度中等．