Question

【題目】如圖所示，用甲醇和氧氣以及強堿做電解質溶液的新型燃料電池做電源，對A、B 裝置通電一段時間后，發現有3.2g甲醇參加反應且③電極增重（假設工作時無能量損失）．請回答下列問題：
（1）F電極的名稱是 ， E電極的反應式： ．
（2）④電極的反應式： ， 通電一段時間后B池pH（填“變大”“變小”“不變”）．
（3）若A池中原混合液的體積為500mL，CuSO4、K2SO4濃度均為0.3mol/L，電解過程中A池中共收集到標準狀況下的氣體L，①、③電極析出固體物質的量之比 ．
（4）欲使通電后的溶液恢復至原狀，可加入一種物質是（寫名稱）．

Answer 1

【答案】
（1）正極； CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O
（2）Ag﹣e﹣=Ag+；不變
（3）6.72；1：4
（4）氫氧化銅
【解析】解：（1）對A、B裝置通電一段時間后，發現有1.6g甲醇參加反應且③電極增重，則說明③電極上銀離子得電子析出銀，則③是電解池陰極，所以④②是陽極，①是陰極，原電池中E是負極，F是正極，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子，則負極電極方程式為：CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O；

所以答案是：正極；CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O； （2）電解池中，③上銀離子得電子生成銀單質，④電極上銀失電子生成銀離子進入溶液，電極反應式為：Ag﹣e﹣=Ag+，B裝置中陰極上銀離子得電子，陽極上Ag失電子生成銀離子，溶液中銀離子濃度不變，所以溶液的pH不變；

所以答案是：Ag﹣e﹣=Ag+；不變；（3）設3.2g甲醇反應轉移電子的物質的量是x，

CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O	轉移電子
32g	6mol
3.2g	x

x= =0.6mol

若A池中原混合液的體積為500mL，CuSO4、K2SO4濃度均為0.3mol/L，則銅離子的物質的量為0.3mol/L×0.5L=0.15mol，當銅離子完全析出時，銅離子得到電子的物質的量=0.15mol×2=0.3mol＜0.6mol，所以電解混合溶液時，陰極上先析出銅后析出氫氣，陽極上析出氧氣，但得失電子的物質的量都是0.6mol，

設陰極上析出氫氣的物質的量是y，陽極上析出氧氣的物質的量是z，

則0.15mol×2+2y=4z=0.6mol，y=0.15mol，z=0.15mol，所以A池中共收集到的氣體的物質的量是（0.15+0.15）mol=0.3mol，則氣體體積=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，①上銅離子得電子析出金屬銅，銅離子的物質的量為0.3mol/L×0.5L=0.15mol，③上銀離子得電子生成銀單質，根據電子守恒，轉移0.6mol電子析出金屬銀是0.6mol，兩個電極析出固體物質的量之比為1：4，

所以答案是：6.72； 1：4；（4）A中電解生成的物質，陽極生成氧氣，陰極上生成氫氣和Cu，所以欲使通電后的溶液恢復至原狀，可加入一種物質是氫氧化銅；

所以答案是：氫氧化銅．