Question

下图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：

（1）甲池是          装置，电极A的名称是           。
（2）甲装置中通入CH₄的电极反应式为               ，乙装置中B(Ag)的电极反应式为           ，丙装置中D极的产物是                        （写化学式），
（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况下）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃ 时的pH =__________。（已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500 mL）。
若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入             （写化学式）。

Answer 1

（1）原电池   阳极 （2）CH₄＋10OH^－－8e^－＝CO₃^2-＋7H₂O　　Ag^＋＋e^－＝Ag　  H₂和NaOH
（3）12    HCl

试题分析：（1）由图可看出甲图为燃料电池装置，是原电池，通入燃料的电极为负极。通入氧气的电极为正极。与电池的正极相连的电极A为阳极，与电池的负极相连的B电极为阴极。C为阳极，D为阴极。（2）甲装置中由于电解质为KOH溶液，是碱性的溶液。所以通入CH₄的电极反应式为CH₄＋10OH^－－8e^－＝CO₃^2-＋7H₂O，通入氧气的电极反应式是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-.乙装置为电解池，在乙装置中A为阳极，B为阴极。B(Ag)的电极反应式为Ag^＋＋e^－＝Ag。丙装置为电解池， C为阳极，D为阴极。由于氧化性H⁺＞Na⁺，所以在D极上发生反应：2H⁺+2e^-=H₂↑.由于消耗了H⁺，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离，最终在阴极附近产生大量的NaOH溶液。故D极的产物是H₂和NaOH。（3）在丙中，阳极反应：2Cl-+2e-=Cl₂↑;阴极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，n(气体)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol.所以转移电子的物质的量为n(e-)="0.005mol." n(OH-)="0.005mol" , C(OH-)="0.005mol÷0.5L=0.01mol/L," C(H+)=10^-14÷0.01 =10^-12mol/l,PH=12.NaOH+HCl=NaCl+H₂O,n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol.所以若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入HCl气体0.005mol.