Question

20．如圖是一個化學(xué)過程的示意圖．

（1）請回答圖中甲池是原電池裝置，其中OH^-移向正極（填“正”或“負(fù)”）
（2）寫出通入CH₃OH的電極反應(yīng)式是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，附近變紅的電極為A極（填“A”或“B”），并寫出此電極反應(yīng)的電極反應(yīng)式4H₂O-4e^-=O₂↑4H⁺．
（4）乙池中反應(yīng)的離子方程式為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（5）當(dāng)乙池中B（Ag）極的質(zhì)量增加2.70g時，乙池的pH是1（若此時乙池中溶液的體積為250mL）；此時丙池某電極析出0.80g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(fù)極移動；
（2）燃料電池中燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)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，根據(jù)電極附近溶液的酸堿性變化確定溶液變紅的電極；
（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(jù)此寫出離子方程式；
（5）根據(jù)銀和氫離子關(guān)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(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)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(zhuǎn)移電子數(shù)，據(jù)此確定含有的金屬元素．

解答 解：（1）燃料電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，屬于原電池，燃料電池中，投放燃料的電極是負(fù)極，投放氧化劑的電極是正極，原電池放電時，電解質(zhì)溶液中氫氧根離子向負(fù)極移動，即向投放甲醇的電極移動，故答案為：原電池；正；
（2）該燃料電池中，甲醇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：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(fù)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(yīng)式為4H₂O-4e^-=O₂↑4H⁺，
故答案為：A，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$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，
故答案為：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；
（5）當(dāng)乙池中B（Ag）極的質(zhì)量增加2.70g時，設(shè)氫離子濃度為xmol/L，
4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺；
432g                           4mol
2.70g                       0.25xmol
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(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)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(zhuǎn)移電子數(shù)，據(jù)此確定含有的金屬元素，析出2.70g時轉(zhuǎn)移電子是0.025mol，
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(zhì)，故錯誤；
B、電解硫酸銅溶液時，陰極上析出0.8g銅需要轉(zhuǎn)移電子0.025mol，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(zhì)，故錯誤；
D、電解硝酸銀溶液時，陰極上析出0.80g銀需要轉(zhuǎn)移電子0.0074mol＜0.025mol，故正確；
故選BD；
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(zhuǎn)移電子數(shù)，為易錯點．