Question

20．如圖中，甲裝置為CH₃OH、O₂、KOH三者構成的燃燒電池，其電極均為Pt電極．裝置乙中，C、D電極為Pb電極，其表面均覆蓋著PbSO₄，其電解液為稀H₂SO₄溶液．
（1）甲裝置中B極是正極 （填“正、負”）
（2）寫出甲裝置中A極的電極反應式CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O
（3）乙裝置中SO₄^2-將移向C電極 （填“C、D”）
（4）寫出乙裝置中C極的電極反應式PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，
（5）當有32克CH₃OH參加反應時，D電極的質量變化為288克．

Answer 1

分析 甲醇燃料堿性電池中，加入燃料的電極是負極，即A為負極，負極上甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，正極上通入氧氣，即B為正極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子；乙裝置為電解池，C與正極相連為陽極，陽極上硫酸鉛失電子生成二氧化鉛，D為陰極，陰極上硫酸鉛得電子生成Pb，結合得失電子守恒計算．

解答 解：（1）甲醇燃料堿性電池中，加入燃料的電極是負極，即A為負極，正極上通入氧氣，即B為正極，故答案為：正；
（2）A為負極，負極上甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，其反應式為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙裝置為電解池，電解時陰離子向陽極移動，則SO₄^2-將移向C極移動，故答案為：C；
（4）C與正極相連為陽極，陽極上硫酸鉛失電子生成二氧化鉛，其電極方程式為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺；
（5）當有32克即1molCH₃OH參加反應時，由CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O可知，轉移電子為6mol，D為陰極，陰極上硫酸鉛得電子生成Pb陰極反應式為PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，由電子守恒可知，生成Pb為3mol，陰極上PbSO₄轉化Pb，則電極減少的質量為硫酸根離子的質量，為3mol×96g/mol=288g，
故答案為：288．

點評 本題考查了燃料電池和電解池，題目難度中等，明確各個電極上發生的反應是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，注意結合電解質溶液酸堿性書寫，側重于考查學生的分析能力．