Question

16．某實驗小組將反應2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）設計成如圖所示的電池裝置，負極的電極反應式為CO-2e^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；正極的電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．電池工作時，正極區域溶液的pH變大（填“變大”“變小”或“不變”）用該原電池做電源，電解200mL飽和食鹽水（足量），消耗的標準狀況下的CO224mL，則溶液的pH=13．（不考慮溶液體積的變化）

Answer 1

分析 CO在負極失電子生成碳酸根離子，氧氣在正極得電子生成氫氧根離子；根據電極方程式判斷溶液pH的變化；電解飽和食鹽水的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，根據轉移電子守恒計算溶液中的氫氧根離子濃度，再確定pH．

解答 解：將反應2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）設計成如圖所示的電池裝置，CO在負極失電子生成碳酸根離子，則負極的電極方程式為：CO-2e^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，氧氣在正極得電子生成氫氧根離子，則正極的電極方程式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；電池工作時，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，所以正極區域溶液的pH變大；消耗的標準狀況下的CO24mL，則CO的物質的量為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，則轉移電子為0.02mol，電解飽和食鹽水的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，由轉移電子守恒可知，生成的氫氧根離子的物質的量為0.02mol，則c（OH^-）=0.1mol/L，所以pH=13．
故答案為：CO-2e^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；變大；13．

點評 本題考查原電池、電解池工作原理，題目難度中等，正確推斷燃料電池正負極是解本題的關鍵，難點是溶液的pH計算，根據電解飽和食鹽水的離子方程式分析解答．