Question

【題目】Ⅰ．某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題（甲、乙、丙三池中溶質足量），當閉合該裝置的電鍵K時，觀察到電流計的指針發生了偏轉。當丙池中F極質量增加3.2 g時，回答下列問題。

（1）甲、乙分別是什么裝置________________、__________________。

（2）寫出A電極的電極反應式： _______________________________，丙池總反應的離子方程式__________________________________。

（3）甲池中B電極理論上消耗O2的體積（標準狀況下）___________mL。乙池中Cu（NO3）2溶液的濃度____________________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

（4）若丙池中溶液的體積為1000 mL，此時丙池中溶液的pH為_________________。

Ⅱ．Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

（1）電池正極發生的電極反應式為__________________________________________________。

（2）SOCl2易揮發，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，反應的化學方程式為______________________________。

（3）組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 原電池 電解池 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 2Cu2++2H2O 2Cu + 4H+ + O2↑ 560 變小 1 2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ SOCl2＋ H2O===SO2 ↑＋ 2HCl↑ 構成電池的主要成分Li能和氧氣、水反應，SOCl2也與水反應

【解析】Ⅰ．（1）根據裝置圖可判斷甲池為甲醇燃料電池，作為原電池供電，乙池、丙池為串聯的兩個電解池。（2）A是燃燒電池的負極，甲醇失去電子，發生氧化反應，A電極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。D、F是電解池的陰極，C、E是陽極。丙池為惰性電極電解硫酸銅，電解總反應的離子方程式為：2Cu2++2H2O2Cu + 4H+ + O2↑。（3）丙池中F極析出銅的物質的量為3.2g÷64g/mol=0.05mol。則電路中轉移的電子為0.05mol×2＝0.1mol，消耗氧氣的物質的量是0.1mol÷4＝0.025mol，在標準狀況下的體積為0.0254mol×22.4L/mol=0.56L，即560mL。乙池中陰極上銅離子放電導致溶液中Cu(NO3)2溶液的濃度變小。（4）電路中轉移電子為0.1mol，依據電子得失守恒可知丙池中陽極有0.1mol水電離的氫氧根離子放電生成氧氣和0.1mol氫離子，則氫離子濃度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1。

Ⅱ．（1）分析反應的化合價變化可判斷Li為還原劑，SOCl2為氧化劑。Li是負極，則正極反應式可由總反應式減去負極反應式得到，即為2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。（2）根據堿液吸收時的產物可知沒有堿液而用水吸收時的產物應為SO2和HCl，所以反應的方程式為SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑。（3）因為構成電池的主要成分Li能和氧氣、水反應，SOCl2也與水反應，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行。