Question

18．如图是一个化学过程的示意图．
已知甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH?2K₂CO₃+6H₂O
（1）请回答图中甲、乙两池的名称．
甲电池是原电池装置，乙池是电解池装置．
（2）请回答下列电极的名称：
通入CH₃OH的电极名称是负极，B（石墨）电极的名称是阳极．
（3）写出电极反应式：通入O₂的电极的电极反应式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（4）乙池中反应的化学方程式为4AgNO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O₂的体积为：280mL（标准状况下）

Answer 1

分析 （1）根据甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，则甲装置是一个燃料电池；乙有外加的甲燃料电池作电源，所以是电解池；
（2）根据2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O知，CH₃OH发生氧化反应确定通入CH₃OH的电极名称，根据外加电源名称确定乙装置石墨电极名称；
（3）先判断原电池的电极名称，写出相应的电极反应式；
（4）根据离子放电顺序写出相应的电解反应方程式；
（5）先根据得失电子数相等找出银与氧气的关系式，然后计算．

解答 解：（1）根据反应方程式知，甲装置是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，是原电池；乙有外加电源，所以是电解池，故答案为：原电池；电解池；
（2）根据2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O知，CH₃OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O₂ 发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以B石墨电极是阳极．
故答案为：负极；阳极；
（3）根据2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O知，CH₃OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O₂ 得电子和水反应生成氢氧根离子，发生还原反应，所以该电极是正极，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）乙池中离子放电顺序为：阳离子 Ag⁺＞H⁺，阴离子OH^-＞NO₃ ^-，阴极电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；阳极电极反应为：4Ag⁺+4e^-=4Ag；依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式：4AgNO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃
故答案为：4AgNO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（5）乙池中A（Fe）极是阴极，阴极的质量增加5.40g是银，根据得失电子数相等，氧气与银的关系式为：
O₂--------4Ag
22.4L （ 4×108 ）g
280mL     5.40g
故答案为：280mL．

点评 本题考查了原电池、电解池的判断方法，工作原理的应用，主要是电池判断，电极判断，具体有以下几点：
1、若无外加电源，可能是原电池，然后再根据原电池的形成条件判定；
2、若有外接电源，两电极插入电解质溶液中，可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同时，则为电镀池；
3、若无明显外接电源的串联电路，则利用题中信息找出能自发进行氧化还原反应的装置为原电池．