Question

如圖是一個(gè)化學(xué)過程的示意圖，回答下列問題：

（1）甲池是

 

裝置，電極A的名稱是

 

．
（2）甲裝置中通入CH₄的電極反應(yīng)式為

 

，乙裝置中B（Ag）的電極反應(yīng)式為

 

，丙裝置中D極的產(chǎn)物是

 

（寫化學(xué)式），
（3）一段時(shí)間，當(dāng)丙池中產(chǎn)生112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氣體時(shí)，均勻攪拌丙池，所得溶液在25℃時(shí)的pH=

 

．（已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為500mL）．若要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)向丙池中通入

 

（寫化學(xué)式）．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）甲池為甲烷形成的燃料電池；根據(jù)原電池的正負(fù)極判斷電解池的陰陽極；
（2）CH₄在負(fù)極上失電子，堿性條件下生成碳酸根；乙裝置中B（Ag）的電極為陽離子得電子；丙裝置中D極為陰極；
（3）電解氯化鈉溶液時(shí)，陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電，根據(jù)氯氣和氫氧化鈉的關(guān)系式計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度，從而得出溶液的pH；根據(jù)電解的產(chǎn)物分析，根據(jù)“析出什么元素加入什么元素”的原則確定加入的物質(zhì)．

解答： 解：（1）甲池中一極通入甲烷，另一極通入氧氣，所以甲池為甲烷形成的燃料電池，通入甲烷的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，A與正極相連，所以A為陽極；
故答案為：原電池；陽極；
（2）CH₄在負(fù)極上失電子，堿性條件下生成碳酸根，所以甲裝置中通入CH₄的電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；乙裝置中B（Ag）的電極為銀離子得電子，其電極反應(yīng)式為：Ag⁺+e^-=Ag；丙裝置中D極為陰極，電極上水放電生成氫氣和氫氧根離子，所以D極的產(chǎn)物是H₂和NaOH；
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；Ag⁺+e^-=Ag；H₂和NaOH；
（3）設(shè)電解后氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度是xmol/L，丙池中產(chǎn)生112mL，則氫氣的體積與氯氣的體積相同均為56ml，
2NaCl+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，
               22.4L       2mol
                0.056L     0.5xmol
則x=

2mol× 0.056L

22.4L  ×0.5mol

=0.01mol/L
則C（H⁺）=10^-12 mol/L，所以溶液的pH=12，
由于電解生成H₂和Cl₂從溶液中逸出，所以應(yīng)該加二者的化合物，即加入HCl，
故答案為：12；HCl．

點(diǎn)評：本題考查原電池和電解池原理，正確推斷原電池正負(fù)極是解本題的關(guān)鍵，難點(diǎn)是計(jì)算溶液的pH，根據(jù)氯氣和氫氧化鈉的關(guān)系來分析解答即可，題目難度中等．