Question

20．如圖是一個化學過程的示意圖．

（1）甲池中OH^-移向CH₃OH極（填“CH₃OH”或“O₂”）．
（2）寫出通入CH₃OH的電極的電極反應式：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．
（3）向乙池兩電極附近滴加適量紫色石蕊試液，某電極附近溶液變紅，寫出其電極反應式：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．
（4）乙池中總反應的離子方程式：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（5）當乙池中B（Ag）極的質量增加5.40g時，乙池的pH是1（若此時乙池中溶液的體積為500mL）；此時丙池某電極析出1.60g某金屬，則丙中的某鹽溶液可能是BD（填序號）．
A．MgSO₄     B．CuSO₄     C．NaCl     D．AgNO₃．

Answer 1

分析 （1）燃料電池屬于原電池，原電池放電時，溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；
（2）燃料電池中燃料失電子發生氧化反應，甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水；
（3）乙池有外接電源是電解池，陽極上水得電子生成氧氣和氫離子，陰極上銀離子放電，酸性溶液使紫色石蕊試液變紅；
（4）電解硝酸銀溶液時，銀離子得電子生成銀、水失電子生成氧氣和氫離子，據此寫出離子方程式；
（5）根據銀和氫離子關系式計算氫離子濃度，從而確定溶液的pH，陰極上析出金屬，則在金屬活動性順序表中金屬元素處于H元素后，根據串聯電池中轉移電子數相等知，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉移電子數，據此確定含有的金屬元素．

解答 解：（1）燃料電池中，投放燃料的電極是負極，投放氧化劑的電極是正極，原電池放電時，電解質溶液中氫氧根離子向負極移動，即向投放甲醇的電極移動，故答案為：CH₃OH；
（2）該燃料電池中，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^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙池有外接電源屬于電解池，連接原電池正極的A是陽極，連接原電池負極的B是陰極，電解硝酸銀溶液時，A電極上水得電子生成氧氣和氫離子，溶液呈酸性，加熱紫色石蕊試液呈紅色，電極反應式為4H₂O-4e^-=O₂↑4H⁺，
故答案為：4H₂O-4e^-=O₂↑4H⁺；
（4）電解硝酸銀溶液時，銀離子得電子生成銀、水失電子生成氧氣和氫離子，離子方程式為4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺，
故答案為：4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺；
（5）當乙池中B（Ag）極的質量增加5.40g時，設氫離子濃度為xmol/L，
4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺；
          432g    4mol
          5.40g   0.5xmol
x=0.1，則溶液的pH=1，
陰極上析出金屬，則在金屬活動性順序表中金屬元素處于H元素后，根據串聯電池中轉移電子數相等知，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉移電子數，據此確定含有的金屬元素，析出5.40g時轉移電子是0.05mol，
A．硫酸鎂中鎂元素處于H元素前，所以陰極上不析出金屬單質，故錯誤；
B．電解硫酸銅溶液時，陰極上析出1.60g銅需要轉移電子0.05mol，故正確；
C．氯化鈉中鈉元素處于氫元素前，所以陰極上不析出金屬單質，故錯誤；
D．電解硝酸銀溶液時，陰極上析出1.60g銀需要轉移電子0.0148mol＜0.05mol，故正確；
故答案為：1；BD．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，注意（5）題中，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉移電子數，為易錯點．