Question

【题目】Ⅰ．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。当丙池中F极质量增加3.2 g时，回答下列问题。

（1）甲、乙分别是什么装置________________、__________________。

（2）写出A电极的电极反应式： _______________________________，丙池总反应的离子方程式__________________________________。

（3）甲池中B电极理论上消耗O2的体积（标准状况下）___________mL。乙池中Cu（NO3）2溶液的浓度____________________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）若丙池中溶液的体积为1000 mL，此时丙池中溶液的pH为_________________。

Ⅱ．Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

（1）电池正极发生的电极反应式为__________________________________________________。

（2）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，反应的化学方程式为______________________________。

（3）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 原电池 电解池 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 2Cu2++2H2O 2Cu + 4H+ + O2↑ 560 变小 1 2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ SOCl2＋ H2O===SO2 ↑＋ 2HCl↑ 构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应

【解析】Ⅰ．（1）根据装置图可判断甲池为甲醇燃料电池，作为原电池供电，乙池、丙池为串联的两个电解池。（2）A是燃烧电池的负极，甲醇失去电子，发生氧化反应，A电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。D、F是电解池的阴极，C、E是阳极。丙池为惰性电极电解硫酸铜，电解总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu + 4H+ + O2↑。（3）丙池中F极析出铜的物质的量为3.2g÷64g/mol=0.05mol。则电路中转移的电子为0.05mol×2＝0.1mol，消耗氧气的物质的量是0.1mol÷4＝0.025mol，在标准状况下的体积为0.0254mol×22.4L/mol=0.56L，即560mL。乙池中阴极上铜离子放电导致溶液中Cu(NO3)2溶液的浓度变小。（4）电路中转移电子为0.1mol，依据电子得失守恒可知丙池中阳极有0.1mol水电离的氢氧根离子放电生成氧气和0.1mol氢离子，则氢离子浓度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1。

Ⅱ．（1）分析反应的化合价变化可判断Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。Li是负极，则正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到，即为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。（2）根据碱液吸收时的产物可知没有碱液而用水吸收时的产物应为SO2和HCl，所以反应的方程式为SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑。（3）因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行。