Question

2．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景．圖是用甲醇燃料電池電解飽和食鹽水的裝置示意圖．已知甲池的總反應式為：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O
請回答下列問題
（1）甲池是原電池裝置，通入CH₃OH的電極名稱是負極（填“正極”或“負極”）；通入O₂的電極上發(fā)生：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
（2）乙池中A是陰極（填“陰”或“陽”）；用濕潤的淀粉碘化鉀試紙來檢驗B電極上產(chǎn)生的Cl₂．
（3）乙池中反應的總反應的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）若將乙池中的NaCl溶液換成AgNO₃溶液，B電極上發(fā)生的電極反應：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
（5）若將乙池中B電極換成銅電極，B電極上發(fā)生的電極反應：Cu-2e^-═Cu²⁺；
（6）若反應結束后乙池中A（石墨）電極上共收集到氣體0.050mol，則甲池中理論上消耗O₂560 mL（標準狀況下）．

Answer 1

分析 （1）甲池是燃料電池是原電電池裝置，通入燃料CH₃OH是負極；通入O₂的電極是正極，所以電極反應式：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）乙池中A是與燃料電池的負極相連，所以A是陰極；B極與電源的正極相連，所以C是陽極；
（3）乙池是電解飽和食鹽水，反應的總反應的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）B是陽極硝酸銀離子中的氫氧根離子放電，生成氧氣；
（5）活潑金屬作為陽極，金屬本身放電生成銅離子；
（6）乙池中A電極上析出氫氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計算消耗氧氣的量．

解答 解：（1）甲池是燃料電池是原電電池裝置，通入燃料CH₃OH是負極；通入O₂的電極是正極，所以電極反應式：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案為：原電池；負極、O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）乙池中A是與燃料電池的負極相連，所以A是陰極；B極與電源的正極相連，所以C是陽極，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂，故答案為：陰； Cl₂；
（3）乙池是電解飽和食鹽水，反應的總反應的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）B是陽極硝酸銀離子中的氫氧根離子放電，生成氧氣，電極反應式為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故答案為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
（5）活潑金屬作為陽極，金屬本身放電生成銅離子，電極反應式為：Cu-2e^-═Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-═Cu²⁺；
（6）乙池中A電極上析出氫氣，A（石墨）電極上共收集到氣體0.050mol，則整個回路上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol，所以甲池中理論上消耗O₂的物質(zhì)的量為：$\frac{0.1mol}{4}$，所以體積為：$\frac{0.1mol}{4}$×22.4L/mol=0.56L，所以為560mL，故答案為：560．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，涉及電極反應式的書寫、熱化學反應方程式、物質(zhì)的量的計算等知識點，這些知識點都是考試熱點，根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等進行計算，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．