Question

（6分）某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題（甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量），當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。當(dāng)乙池中C極質(zhì)量減輕10.8 g時，回答下列問題。

（1）寫出A極的電極方程式： 。

（2）甲池中B電極理論上消耗O2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為多少毫升?

（3）若丙池中溶液的體積為1000 mL，此時丙池中溶液的pH為多少？

 

Answer 1

解：（1）CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O（2分）

（2）甲池中B電極理論上消耗O2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為56ml。

（3）丙池中溶液的pH為1

串聯(lián)裝置，所以電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等。

C極上的電極反應(yīng)為：Ag － e－ ＝ Ag+

108 g 1 mol

10.8 g n(e－)

n(e－)＝＝0.1 mol （1分）

B電極上的電極反應(yīng)為：O2 + 2H2O + 4e－＝4OH－

1 4

n(O2) 0.1 mol

n(O2)＝＝0.025 mol

V(O2)＝0.025 mol×22.4 L/mol＝0.56 L＝560 mL（1分）

（3）2Cu2+＋2H2O＝2Cu＋O2＋4H+

4H+———— 4e－

4 mol 4 mol

n(H+) 0.1 mol

n(H+)＝＝0.1 mol（1分）

因1 L含n(H+)為0.1 mol，c(H+)＝0.1 mol/L

則：pH＝－lg c(H+)＝－lg10-1＝1（1分）

【解析】

試題分析：（1）甲池能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)為原電池，燃料電池中，燃料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+8OH--6e-═CO32-+6H2O。

（2）C極上的電極反應(yīng)為：Ag-e-═Ag+，B電極上的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-═4OH-，當(dāng)池中C極質(zhì)量減輕10.8g時，即轉(zhuǎn)移電子是0.1mol，此時甲池中B電極理論上消耗O2的物質(zhì)的量是0.025mol，體積為0.025mol×22.4L/mol=0.056L=56mL。

（3）當(dāng)池中C極質(zhì)量減輕10.8g時，即轉(zhuǎn)移電子是0.1mol，此時丙池中E電極反應(yīng)為2H2O-4e-═O2↑+4H+，所以生成的氫離子的物質(zhì)的量0.1mol，則氫離子的濃度為0.1mol/L，所以PH=1。

考點：本題考查原電池和電解池原理。