Question

【題目】如圖是一個電化學過程的示意圖，回答下列問題：

（1）甲池將__________能轉化為__________能，乙裝置中電極A是__________極。

（2）甲裝置中通入CH4一極的電極反應式為 __________

（3）一段時間，當丙池中產生112 mL(標準狀況)氣體時，均勻攪拌丙池，所得溶液在25℃時的pH=__________(已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為500 mL)。若要使丙池恢復電解前的狀態，應向丙池中通入__________(寫化學式)。

Answer 1

【答案】 化學 電 陽 CH4+10OH - - 8e- = CO32- +7H2O 12 HCl

【解析】(1)甲池為甲烷形成的燃料電池；根據原電池的正負極判斷電解池的陰陽極；

(2)CH4在負極上失電子，堿性條件下生成碳酸根；

(3)電解氯化鈉溶液時，陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電，根據氯氣和氫氧化鈉的關系式計算氫氧化鈉的物質的量濃度，從而得出溶液的pH；根據電解的產物分析，根據“析出什么元素加入什么元素”的原則確定加入的物質。

(1)甲池中一極通入甲烷，另一極通入氧氣，所以甲池為甲烷形成的燃料電池，原電池是將化學能轉化為電能的裝置；通入甲烷的一極為負極，通入氧氣的一極為正極，A與正極相連，所以A為陽極，故答案為：化學；電；陽；

(2)CH4在負極上失電子，堿性條件下生成碳酸根，所以甲裝置中通入CH4的電極反應式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，故答案為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；

(3)設電解后氫氧化鈉的物質的量濃度是x，丙池中產生112mL，則氫氣的體積與氯氣的體積相同均為56mL，即0.056L，

2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，

22.4L 2mol

0.056L x×0.5L

則x==0.01mol/L，則c(H+)=10-12 mol/L，所以溶液的pH=12，由于電解生成H2和Cl2從溶液中逸出，所以應該加二者的化合物，即加入HCl，故答案為：12；HCl。