Question

下圖是一個化學過程的示意圖，回答下列問題：

（1）甲池是           裝置，電極A的名稱是            。

（2）甲裝置中通入CH₄的電極反應式為                ，乙裝置中B(Ag)的電極反應式為            ，丙裝置中D極的產物是                         （寫化學式），

（3）一段時間，當丙池中產生112mL（標準狀況下）氣體時，均勻攪拌丙池，所得溶液在25℃  時的pH =__________。（已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為500 mL）。

若要使丙池恢復電解前的狀態，應向丙池中通入              （寫化學式）。

 

Answer 1

【答案】

（1）原電池    陽極 （2）CH₄＋10OH^－－8e^－＝CO₃^2-＋7H₂O　　Ag^＋＋e^－＝Ag　  H₂和NaOH

（3）12    HCl

【解析】

試題分析：（1）由圖可看出甲圖為燃料電池裝置，是原電池，通入燃料的電極為負極。通入氧氣的電極為正極。與電池的正極相連的電極A為陽極，與電池的負極相連的B電極為陰極。C為陽極，D為陰極。（2）甲裝置中由于電解質為KOH溶液，是堿性的溶液。所以通入CH₄的電極反應式為CH₄＋10OH^－－8e^－＝CO₃^2-＋7H₂O，通入氧氣的電極反應式是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-.乙裝置為電解池，在乙裝置中A為陽極，B為陰極。B(Ag)的電極反應式為Ag^＋＋e^－＝Ag。丙裝置為電解池， C為陽極，D為陰極。由于氧化性H⁺＞Na⁺，所以在D極上發生反應：2H⁺+2e^-=H₂↑.由于消耗了H⁺，破壞了附近的水的電離平衡，水繼續電離，最終在陰極附近產生大量的NaOH溶液。故D極的產物是H₂和NaOH。（3）在丙中，陽極反應：2Cl-+2e-=Cl₂↑;陰極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，n(氣體)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol.所以轉移電子的物質的量為n(e-)=0.005mol. n(OH-)=0.005mol , C(OH-)=0.005mol÷0.5L=0.01mol/L, C(H+)=10^-14÷0.01 =10^-12mol/l,PH=12.NaOH+HCl=NaCl+H₂O,n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol.所以若要使丙池恢復電解前的狀態，應向丙池中通入HCl氣體0.005mol.

考點：考查原電池、電解池的反應原理、電極產物、電極的判斷、電極式書寫、等的知識。