Question

如圖是一個電化學過程的示意圖．

Ⅰ．在甲池中，若A端通入甲醇，B端通入氧氣，丙池中裝有溶質質量分數為10.00%的Na₂SO₄溶液100g，過一段時間后，丙池中溶質的質量分數變為10.99%．
（1）此時A端為電源的

 

極（填“正”或“負”），A極的電極反應式為：

 

．
（2）若乙池溶液的體積為1L，則此時乙池溶液中c（H⁺）=

 

（不考慮Ag⁺的水解）．
（3）丙池中產生的氣體體積為

 

L．（標準狀況下）．
Ⅱ．制取KMnO₄的最好方法是電解K₂MnO₄，若此時把丙池中陽極材料換為鎳板，陰極材料換為K₂MnO₄鐵板，硫酸鈉溶液換成K₂MnO₄溶液，則可制取KMnO₄．
（4）陽極的電極反應式為

 

．此時溶液的pH

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：電解原理,原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）通入甲醇的電極為負極、該電極上是燃料發生失電子的氧化反應；
（2）根據丙池質量分數的變化計算電解的水的質量，求轉移電子數，根據轉移電子守恒計算生成硝酸的量，進而計算氫離子濃度；
（3）根據電解了的水的量，計算產生氫氣氧氣的總量；
（4）根據在電解槽中用鉑板作用陽極，鐵作陰極電解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，陰極上水得電子發生還原反應生成氫氣和氫氧根離子，陽極上錳酸根離子失電子反應氧化反應生成高錳酸根離子，兩電極方程式相加即可得總方程式，根據總反應確定pH的變化．

解答： 解：丙池中裝有溶質質量分數為10.00%的Na₂SO₄溶液100g，過一段時間后，丙池中溶質的質量分數變為10.99%，設電解掉的水的質量是m，則
100×10%=（100-m）×10.99%，解得m=9g，電解了9g即0.5mol水，轉移電子是1mol．
（1）甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-，
（2）乙池中A電極上氫氧根離子放電、陰極上銀離子放電，所以乙池電池反應式為4AgNO₃+2H₂O

通電  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，當轉移電子是1mol，生成硝酸是
1mol，則此時乙池溶液中c（H⁺）=

1mol

1L

=1mol/L，故答案為：1mol/L；
（3）電解硫酸鈉實質是電解水，電解了9g水，即0.5mol水被電解，產生氫氣是0.5mol，氧氣是0.25mol，所以氣體的總體積是（0.5mol+0.25mol）×22.4L/mol=16.8L，故答案為：16.8；
（4）電解錳酸鉀溶液時，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，電極反應為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，陽極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應式為2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-，總方程式為：2MnO₄^2-+2H₂O=2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-，生成氫氧根離子，此時溶液的pH增大，故答案為：
故答案為：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；增大．

點評：本題以電解原理為載體考查了電極反應式的書寫和電子守恒的計算，難度不大，會根據題中已知條件以及電解原理確定生成物并寫出反應方程式是解本題的關鍵．