Question

15．如圖是一個(gè)電化學(xué)過程的示意圖，請按要求回答下列問題
（1）甲池是原電池裝置（填“原電池”或“電解池”）．B（石墨）電極的名稱是陽極．
（2）寫出電極反應(yīng)式：通入O₂的電極O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；A（Fe）電極Ag⁺+e^-=Ag；B（石墨）電極4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（3）乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（4）反應(yīng)一段時(shí)間后，甲池中消耗1.6g甲烷，則乙池中某電極的質(zhì)量增加86.4g．
（5）反應(yīng)一段時(shí)間后，乙池中溶液成分發(fā)生了變化，想要完全恢復(fù)到電解前可加入的物質(zhì)是Ag₂O．

Answer 1

分析 （1）圖甲屬于燃料電池，通燃料的電極是負(fù)極，通氧氣的電極是正極，電解池中連接原電池負(fù)極的電極為陰極，連接原電池正極的電極為陽極；
（2）堿性燃料電池中氧氣得電子產(chǎn)生氫氧根離子，電解池的陰極是銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，氫氧根在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）乙池中分別是氫氧根離子放電、銀離子放電，是放氧生酸型，據(jù)此書寫乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等結(jié)合電極反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算；
（5）要恢復(fù)電解前的狀態(tài)，根據(jù)析出什么加什么的原則解答．

解答 解：（1）圖甲是燃料電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，屬于原電池，通入甲烷的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極，B連接原電池正極，為電解池陽極，鐵與電源負(fù)極相連作陰極，故答案為：原電池；陽極；
（2）堿性燃料電池中氧氣得電子產(chǎn)生氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，鐵與電源負(fù)極相連作陰極，溶液中銀離子在陰極A得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Ag⁺+e^-=Ag，氫氧根在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；Ag⁺+e^-=Ag；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）乙池中氫氧根離子在陽極放電、銀離子在陰極上放電，則乙池電池反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（4）甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：CH₄-8e^-+10OH^-═7H₂O+CO₃^2-，消耗1.6g甲烷的物質(zhì)的量為0.1mol，轉(zhuǎn)移電子0.8mol，根據(jù)Ag⁺+e^-=Ag，乙池陰極增重銀的質(zhì)量為：0.8mol×108g/mol=86.4g，
故答案為：86.4；
（5）乙池電池反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，向溶液中加入氧化銀，氧化銀與硝酸反應(yīng)又生成硝酸銀和水，可使溶液恢復(fù)到電解前的狀況，故答案為：Ag₂O．

點(diǎn)評 本題考查了原電池和電解池原理，為高頻考點(diǎn)，涉及電極反應(yīng)式的書寫，會(huì)結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫電極反應(yīng)式，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計(jì)算，題目難度不大．