题目内容
【题目】如图所示的装置中，甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH＝2K2CO3+6H2O。试回答下列问题：
(1)图中甲池通入O2极的电极反应式为____，通入CH3OH电极的电极反应式为______ 。
(2)若丙池中为饱和的MgCl2溶液，丙池中反应的离子方程式为__________。
(3)若c极的Pt电极换为Fe盐溶液为饱和食盐水，丙池中主要反应的离子方程式为___。
(4)若丙池装有1L 0.2 mol·L－1 CuSO4溶液，刚开始时，电极c的电极反应式为_______；电解一段时间后，向电解后的溶液中加入0.2mol碱式碳酸铜可使丙池恢复到原来的状态，则电路中转移电子的物质的量为___________。
【答案】3O2＋6H2O+12e－=12OH－ 2CH3OH＋16OH－－12e－＝2CO32－＋12H2O Mg2＋＋2Cl－＋2H2O
Mg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑ Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑ 4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑或2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑ 0.6 mol
【解析】
(1)甲池为燃料电池，乙池为电解池，据此分析；
（2）电解饱和的氯化镁溶液，在阳极是氯离子失电子被氧化，阴极是氢离子得电子被还原；
（3）铁电极与电源正极相连作阳极，铁是活性电极，电极本身失电子被氧化，阴极是氢离子得电子被还原；
（4）电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：
第一阶段2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，
第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑
将碱式碳酸铜化学式改变为2CuOH2OCO2，所以加入0.1molCu2（OH）2CO3就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，据此分析。
（1）甲池是燃料电池，通入氧气的为电源的正极，发生还原反应，电解质是碱溶液，所以电极反应式是：3O2＋6H2O+12e－=12OH－；甲醇是可燃物，作还原剂，失电子被氧化，所以电极反应式是：2CH3OH＋16OH－－12e－＝2CO32－＋12H2O；
故答案为：3O2＋6H2O+12e－=12OH－；2CH3OH＋16OH－－12e－＝2CO32－＋12H2O；
（2）电解饱和的氯化镁溶液，在阳极是氯离子失电子被氧化，阴极是氢离子得电子被还原，电离总反应式是：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑；
故答案为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑
（3）铁电极与电源正极相连作阳极，铁是活性电极，电极本身失电子被氧化，阴极是氢离子得电子被还原，氢离子来自水的电离，使氢氧根离子浓度增大，故丙池的电离方程式是：Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑；
故答案为：Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑
（4）电解硫酸铜溶液，阳极是水电离的氢氧根离子失去电子被氧化，即电极c的电极反应式为4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑或2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑；
第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol；
p>故答案为：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑或2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑；0.6mol。
