Question

【題目】某興趣小組的同學用下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。請回答下列問題：

（1）甲池為______（填原電池、電解池或電鍍池）,通入甲醇電極的電極反應式為________。

（2）乙池中B電極為______（填“正極”、“負極”、“陰極”或“陽極”），該池的總反應化學方程式為________。

（3）當乙池中B極質量增重5.4g時，甲池中理論上消耗O2的體積為______mL（標準狀況）。

（4）丙池中，C上的電極反應式為________________。如果起始時盛有1000 mL pH＝5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時間后溶液的pH變為1。若要使溶液恢復到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入_____（填物質名稱），其質量約為_______g。

（5）若將丙池中兩個電極改成等質量的Fe和Cu，實現在Fe上鍍Cu，當甲中消耗1.6g甲醇時，丙中兩個電極質量差為______g。

Answer 1

【答案】原電池 CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O 陰極 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 280 4OH－－4e－= O2↑+2H2O或2H2O－4e－= O2↑+4H+ 氧化銅（或碳酸銅） 4 g（或6.2 g） 19.2

【解析】

甲池為燃料電池，CH3OH為負極發生氧化反應，氧氣為正極發生還原反應，則乙中A為陽極，B為陰極，陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極上銀離子得電子生成Ag，丙池中C為陽極，D是陰極，也就是惰性電極電解硫酸銅。

（1）甲池為甲醇燃料電池，為原電池，燃料在負極失電子發生氧化還原反應在堿溶液中生成碳酸鹽，甲池中通入CH3OH電極的電極反應為：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O，

故答案為：原電池；CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；

（2）乙池是電解池，A與甲池中的正極相連，A為陽極，B為陰極，電池中是電解硝酸銀溶液生成銀，硝酸和氧氣，電池反應為：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；

答案為：陰極；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3

（3）當乙池中B極質量增加5.4g為Ag，物質的量= =0.05mol，依據電子守恒計算4Ag～O2～4e-，甲池中理論上消耗O2的體積=mol×22.4L/mol=0.28L=280ml；

答案為：280；

（4）丙池中，C電極與甲池原電池的正極相連，C為陽極，D為陰極，C電極上根據陰離子放電順序，水中氫氧根離子失去電子轉變為水和氧氣或可寫為水失去電子生成氧氣和氫離子，電極反應式為4OH－－4e－= O2↑+2H2O或2H2O－4e－= O2↑+4H+；陰極上銅離子放電生成銅，陽極上析出氧氣、陰極上析出銅，所以相當于析出CuO，電池反應式為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑，pH=1時溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，則溶液中n（H2SO4）=0.05mol/L×1L=0.05mol，陰極析出n（Cu）=n（H2SO4）=0.05mol，根據“析出什么加入什么”原則，根據Cu原子守恒知析出m（CuO）=n（Cu）．M（CuO）=0.05mol×80g/mol=4g，也可以加入碳酸銅，其質量=0.05mol×124g/mol=6.2g；

答案為：氧化銅（或碳酸銅）；4 g（或6.2 g）；

（5）若將丙池中兩個電極改成等質量的Fe和Cu，實現在Fe上鍍Cu，則陽極反應為：Cu2e=Cu2+，陰極反應為：Cu2++2e=Cu，當甲中消耗1.6g甲醇時即轉移電子為

×6=0.3mol，所以丙中兩個電極質量差為64g/mol×0.3mol=19.2g，

故答案為：19.2。