Question

9．甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，也是一种比较理想的燃料．甲醇在各个领域有着广泛的应用．燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池．图是一个化学过程的示意图．

（1）A（石墨）电极的名称是阳极，通入CH₃OH的电极的电极反应式是CH₃OH-6e^-+8OH-=CO₃^2-+6H₂O，甲池总反应的化学方程式为2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O．
（2）乙池中反应的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（3）一段时间后，乙池中的pH值将减小（填“增大”或“减小”），若要将溶液恢复为原溶液的浓度，应加入AgO或Ag₂CO₃．
（4）当电路中通过0.6mol电子时，丙池中产生的气体在标况下的体积为6.16L，此时丙池中c（H⁺）为1.5mol/L（忽略电解过程中溶液体积的变化）．

Answer 1

分析 甲池能自发的进行氧化还原反应，属于原电池，通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极，则乙池、丙池是电解池，A、C属于阳极，B、d属于阴极，A电极反应式为氢氧根离子得电子生成氧气，电极反应式为4OH^-+4e^-=2H₂O+O₂↑，B极反应式为Ag⁺+e^-=Ag、C极反应式为4OH^-+4e^-=2H₂O+O₂↑、d极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，据此分析解答．

解答 解：（1）通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极，则乙池、丙池是电解池，A、C属于阳极，碱性条件下，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，总的电极反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，
故答案为：阳极；CH₃OH-6e^-+8OH-=CO₃^2-+6H₂O；2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O；
（2）乙池为电解硝酸银溶液的电解池，生成Ag和氧气，电解方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（3）一段时间后，乙池是放氧生成酸型，所以乙池中的pH值将减小，若要将溶液恢复为原溶液的浓度，应加入AgO或Ag₂CO₃，
故答案为：减小；AgO或Ag₂CO₃；
（4）n（Cl^-）=0.2×0.5=0.1mol，n（Cu²⁺）=0.2×1=0.2mol，当电路中通过0.6mol电子时，阴极上生成0.2mol的铜和0.1mol的H₂，阳极生成0.05mol的Cl₂，和0.125mol的O₂，所以气体的体积为：（0.1+0.05+0.125）×22.4=6.16L，氢离子的物质的量为：0.3mol，所以此时丙池中c（H⁺）为$\frac{0.3mol}{0.2L}$=1.5mol/L，
故答案为：6.16；1.5．

点评 本题考查了电解池的原理应用，电解氢氧化钠溶液，电解硝酸银，电极判断，电极产物分析，电极反应，电子守恒的计算应用，电极判断是解题关键，题目难度中等．