Question

15．如圖是一個化學過程的示意圖．已知甲池的總反應式為：
2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O
（1）請完成圖中甲、乙兩池的名稱．甲池是原電池裝置．
（2）B（石墨）電極的名稱是陽極．
（3）寫出下列電極反應式：
通入O₂的電極的電極反應式是2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．
A電極的電極反應式為4Ag⁺+4e^-═4Ag（或Ag⁺+e^-═Ag）．
（4）乙池中反應的化學方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（5）當乙池中A（Fe）極的質量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O₂280mL（標準狀況下）．

Answer 1

分析 甲池為原電池，通入CH₃OH的一極為原電池的負極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，石墨為陽極，發生氧化反應，Fe極為電解池的陰極，發生還原反應，以此解答該題．

解答 解：（1）根據反應方程式知，甲裝置是一個燃料電池，所以甲是把化學能轉變為電能的裝置，是原電池；故答案為：原電池；
（2）乙有外加電源，所以是電解池．氫氣發生氧化反應，所以該電極是負極，O₂ 發生還原反應，所以該電極是正極；石墨與原電池的正極相連，所以石墨電極B是陽極；
故答案為：陽極；
（3）通入CH₃OH的電極為負極，發生氧化反應，Fe為電解池的陰極，銀離子得電子被還原，電極方程式為4Ag⁺+4e^-═4Ag（或Ag⁺+e^-═Ag），通入氧氣的一極為原電池的正極，發生還原反應，反應式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，
故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；4Ag⁺+4e^-═4Ag（或Ag⁺+e^-═Ag）；
（4）乙池中離子放電順序為：陽離子 Ag⁺＞H⁺，陰離子OH^-＞NO₃ ^-，陰極電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；陽極電極反應為：4Ag⁺+4e^-=4Ag；依據電子守恒和電解的實質寫出化學方程式：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（5）乙池中A（Fe）極發生Ag⁺+e^-═Ag，質量增加5.40g時，n（Ag）=$\frac{5.4g}{108g/mol}$=0.05mol，轉移0.05mol電子，則理論上消耗O₂ $\frac{0.05}{4}$×22400mL=280ml．
故答案為：280．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，明確離子放電順序是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．