Question

15．根据下图所示装置回答下列问题．

（1）甲池是原电池装置，其中OH^-移向CH₃OH极（填“CH₃OH”或“O₂”）
（2）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-．
（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为A极（填“A”或“B”），并写出此电极的电极反应式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（4）乙池中总反应的离子方程式为4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加4.32g时，乙池的pH是1（忽略AgNO₃溶液的水解，若此时乙池中溶液的体积为400mL）；此时丙池某电极析出1.28g某金属，则丙中的某盐溶液可能是（填序号）B．
A．MgSO₄      B．CuSO₄      C．NaCl        D．AgNO₃．

Answer 1

分析 （1）图中甲池能自发进行氧化还原反应，属于原电池，原电池中的阴离子移向负极；
（2）通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极，负极上发生失电子的氧化反应；
（3）电解池中连接原电池负极的电极为阴极、连接原电池正极的电极为阳极，根据电极反应式确定现象；
（4）电解硝酸银生成硝酸、氧气和水；
（5）根据银和氢离子关系式计算氢离子浓度，从而确定溶液的pH，阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，据此确定含有的金属元素．

解答 解：（1）图中甲池是燃料电池，通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极将化学能转化为电能，所以属于原电池，原电池中，阴离子移向负极CH₃OH极，
故答案为：原电池；CH₃OH；
（2）通入甲醇的电极为负极，甲醇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-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-，故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-；
通入氧气的电极为正极，A连接原电池正极，为电解池阳极，故答案为：阳极；
（3）A是阳极，氢氧根离子失电子发生氧化反应4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，该电极负极氢离子浓度增加，显示酸性，遇到石蕊显示红色，
故答案为：A；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）乙池中A电极上氢氧根离子放电、阴极上银离子放电，所以乙池电池反应式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加4.32g即0.04mol时，设氢离子浓度为xmol/L，
  4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺                   反应转移电子
  4                  4                          4
0.04mol            0.4xmol                      0.04mol
x=0.1，则溶液的pH=1，阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出1.28g金属时转移电子是0.04mol，
A、硫酸镁中镁元素处于H元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；
B、电解硫酸铜溶液时，阴极上析出1.28g即0.02mol铜需要转移电子0.04mol，故正确；
C、氯化钠中钠元素处于氢元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；
D、电解硝酸银溶液时，阴极上析出1.28g银需要转移电子0.011mol＜0.05mol，故错误；
故选B．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，涉及电极反应式的书写及物质的量的金属，会结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，再结合转移电子相等进行计算，题目难度不大．