Question

【題目】如圖是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖．已知甲池的總反應(yīng)式為：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O

（1）請(qǐng)回答圖中甲、乙兩池的名稱．甲池是 ______裝置，乙池是 ______ 裝置；

（2）請(qǐng)回答下列電極的名稱：通入CH3OH的電極名稱是 ______ ，B（石墨）電極的名稱是 ______ ；

（3）通入O2的電極的電極反應(yīng)式為： ______ ，A （Fe）電極的電極反應(yīng)式為 ______ ；

（4）乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______ ；

（5）電解一段時(shí)間后，乙池中A（Fe）極的質(zhì)量增加5.4g時(shí)，且溶液的體積為500mL，求所得溶液在25℃時(shí)的pH= ______ ，甲池中消耗O2為 ______ mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

（6）鈷鐵氧體（CoFe2O4）不僅是重要的磁性材料、磁致伸縮材料，還是重要的鋰離子電池負(fù)極材料。工業(yè)上，用電化學(xué)法制得CoFe2O4。以NaOH溶液作電解液，純凈的鈷鐵合金（CoFe2）作陽(yáng)極進(jìn)行電解，在陽(yáng)極上獲得CoFe2O4薄膜。該電解過(guò)程的化學(xué)方程式為_________________________。

Answer 1

【答案】原電池 電解池 負(fù)極 陽(yáng)極 O2+2H2O+4e-=4OH- 4Ag++4e-=4Ag 4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 1 280 CoFe2+4H2O CoFe2O4+4 H2↑

【解析】

根據(jù)反應(yīng)方程式知，甲是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；乙有外加電源，所以是電解池；根據(jù)2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該電極是負(fù)極，O2 發(fā)生還原反應(yīng)，所以該電極是正極;石墨與原電池的正極相連，所以B（石墨）電極是陽(yáng)極，A （Fe）極與負(fù)極相連，A是陰極。

（1）根據(jù)反應(yīng)方程式知，甲裝置是一個(gè)燃料電池，所以甲是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，甲是原電池；乙有外加電源，所以乙是電解池；

（2）CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng)，通入CH3OH的電極名稱是負(fù)極，石墨與原電池的正極相連，所以B（石墨）電極的名稱是陽(yáng)極；

（3）O2 得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以該電極是正極，通入O2的電極反應(yīng)式為： O2+2H2O+4e-=4OH-，A （Fe）極與負(fù)極相連，A是陰極，A （Fe）電極的電極反應(yīng)式為 4Ag++4e-=4Ag；

（4）乙是電解池，陽(yáng)極氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極銀離子得電子生成單質(zhì)銀，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；

（5）乙池中A(Fe)極是陰極，陰極的質(zhì)量增加的5.40g是銀，根據(jù)得失電子數(shù)相等，氧氣、氫離子與銀的關(guān)系式為O2--------4Ag-------4H+ ；設(shè)消耗氧氣的體積是xL，生成氫離子的物質(zhì)的量為ymol；
O2--------4Ag-------4H+
22.4L ( 4×108 )g 4mol
xL 5.40g ymol

、

x=0.28L=280mL；y=0.05mol；

溶液的體積為500mL，，所得溶液在25℃時(shí)的pH=1。

（6）以NaOH溶液作電解液，純凈的鈷鐵合金（CoFe2）作陽(yáng)極進(jìn)行電解，陽(yáng)極上CoFe2失電子生成CoFe2O4薄膜，陰極氫離子得電子生成氫氣，該電解過(guò)程的化學(xué)方程式為CoFe2+4H2O CoFe2O4+4 H2↑。