Question

7．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．请回答：

（1）甲池为原电池（填“原电池”、“电解池”或“电镀池”），甲池的PH值变小（填变大，变小或不变），A电极的电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O．
（2）丙池中F电极为阴极 （填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），
丙池中总反应的离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4H⁺+2Cu+O₂↑F电极上的现象为表面析出红色的固体物质
（3）当乙池中C极质量减轻108g时，甲池中B电极理论上消耗O₂的体积为5.6L（标况）
（4）一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是BD（填选项字母）．
A．Cu        B．CuO           C．Cu（OH）₂      D．CuCO₃．

Answer 1

分析 甲池为燃料电池，A为负极，B为正极，则乙中C为阳极，D为阴极，阳极上Ag失电子生成银离子，阴极上铜离子得电子生成Cu，结合溶液中离子变化分析，由此解答．

解答 解：（1）由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极，电解质溶液为KOH溶液，则A电极反应方程式为：2CH₃OH+16OH^--12e^-═CO₃^2-+12H₂O，B电极反应式为：3O₂+12e^-+6H₂O=12OH^-，由A、B电极反应式可知氢氧根离子的浓度减小，所以甲池的PH值变小，
故答案为：原电池； 变小；CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；
（2）丙池中E为阳极，电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，F电极为阴极，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故总反应方程式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Cu+O₂↑，离子方程式为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4H⁺+2Cu+O₂↑，
故答案为：阴极；2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4H⁺+2Cu+O₂↑；表面析出红色的固体物质；
（3）乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e^-=Ag⁺，D做阴极，电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，乙池中C极质量减轻10.8g，则其物质的量n（Ag）=$\frac{108g}{108g/mol}$=1mol，则转移电子为1mol，故甲池消耗O₂为1 mol×$\frac{1}{4}$=0.25mol，所以体积为0.25 mol×22.4L/mol=5.6L，
故答案为：5.6；
（4）一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度，根据2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Cu+O₂↑可知，需加入CuO或碳酸铜，均与硫酸生成硫酸铜和水，
故答案为：BD．

点评 本题考查了原电池和电解池的相关知识，侧重于电极反应式书写和电子守恒在计算中应用的考查，题目难度中等，考查了学生对原电池和电解池原理的掌握情况．