Question

（10分）如圖所示，用甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型燃料電池做電源，對(duì)A、B 裝置通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)有1．6g甲醇參加反應(yīng)且③電極增重（假設(shè)工作時(shí)無(wú)能量損失）。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）分別指出F電極、②電極的名稱 、 。

（2）④電極的反應(yīng)式： 。

E電極的反應(yīng)式： 。

（3）若A池中原混合液的體積為500 mL，CuSO4、K2SO4濃度均為0．1 mol/L，電解過(guò)程中A池中共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體 L，①、③電極析出固體物質(zhì)的量之比 。

Answer 1

⑴ 正極 陽(yáng)極 ⑵ Ag - e—=Ag+ ，

CH3OH + 8OH-- 6e-== CO32－ + 6H2O ⑶ 3．92 1:6

【解析】

試題分析：（1）對(duì)A、B裝置通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)有1．6g甲醇參加反應(yīng)且③電極增重，說(shuō)明③電極上銀離子得電子析出銀，陽(yáng)離子在陰極放電，所以③是電解池陰極，①是陰極，④②是陽(yáng)極，原電池中E是負(fù)極，F(xiàn)是正極；（2）電解池中，③上銀離子得電子生成銀單質(zhì)，④電極上銀失電子生成銀離子進(jìn)入溶液，電極反應(yīng)式為：Ag-e-=Ag+，E是原電池負(fù)極，甲醇失電子，電極反應(yīng)式為：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；（3）根據(jù)電極反應(yīng)式1．6g甲醇反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0．3mol，若A池中原混合液的體積為500mL，CuSO4、K2SO4濃度均為0．1mol/L，則銅離子的物質(zhì)的量為0．1mol/L×0．5L=0．05mol，當(dāng)銅離子完全析出時(shí)，銅離子得到電子的物質(zhì)的量=0．05mol×2=0．1mol＜0．3mol，所以電解混合溶液時(shí)，陰極上先析出銅后析出氫氣，陽(yáng)極上析出氧氣，但得失電子的物質(zhì)的量都是0．3mol，設(shè)陰極上析出氫氣的物質(zhì)的量是y，陽(yáng)極上析出氧氣的物質(zhì)的量是z，則0．05mol×2+2y=4z=0．3mol，y=0．1mol，z=0．075mol，所以A池中共收集到的氣體的物質(zhì)的量是（0．1+0．075）mol=1．75mol，則氣體體積=0．175mol×22．4L/mol=3．92L；①電極析出0．05mol銅，③電極析出0．03mol銀，物質(zhì)的量之比為1:6。

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理。