Question

19．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转．

请回答下列问题：
（1）甲池为原电池（填“原电池”、“电解池”或“电镀池”），A电极的电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．
（2）丙池中F电极为阴极 （填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），该池的总反应方程式为2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Cu+O₂↑．
（3）当池中C极质量减轻10.8g时，甲池中B电极理论上消耗O₂的体积为560mL（标准状况）．
（4）一段时间后，断开电键K，加入下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是B（填选项字母）．
A．Cu        B．CuO      C．Cu（OH）₂      D．Cu₂（OH）₂CO₃．

Answer 1

分析 由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极，电解质溶液为KOH溶液，则A电极反应方程式为：2CH₃OH+16OH^--12e^-═CO₃^2-+12H₂O，B电极反应式为：3O₂+12e^-+6H₂O=12OH^-；乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e^-=Ag⁺，D做阴极，电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，乙池中C极质量减轻43.2，转移电子为0.4ol，故甲池消耗O₂为0.1 mol体积为0.1 mol×22.4L/mol=2.24L=224mL；一段时间后，断开电键K，要使乙池恢复到反应前浓度需加入Cu；丙池中E为阳极，电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，F电极为阴极，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故总反应方程式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Cu+O₂↑．

解答 解：（1）由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极，电解质溶液为KOH溶液，则A电极反应方程式为：2CH₃OH+16OH^--12e^-═CO₃^2-+12H₂O，B电极反应式为：3O₂+12e^-+6H₂O=12OH^-，
故答案为：原电池； CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；
（2）丙池中E为阳极，电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，F电极为阴极，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故总反应方程式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Cu+O₂↑，
故答案为：阴极；2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Cu+O₂↑；
（3）乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e^-=Ag⁺，D做阴极，电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，乙池中C极质量减轻10.8g，则其物质的量n（Ag）=$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol，则转移电子为0.1mol，故甲池消耗O₂为0.1 mol×$\frac{1}{4}$=0.025mol，所以体积为0.025 mol×22.4L/mol=0.56L=560mL，
故答案为：560；
（4）一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度，根据2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂SO₄+2Cu+O₂↑可知，需加入CuO，CuO与硫酸生成硫酸铜和水，
故答案为：B．

点评 本题考查了原电池和电解池的相关知识，侧重于电极反应式书写和电子守恒在计算中应用的考查，题目难度中等，考查了学生对原电池和电解池原理的掌握情况．