Question

15．某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題（甲、乙、丙三池中溶質足量），當閉合該裝置的電鍵K時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉．

請回答下列問題：
（1）甲池為原電池（填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”），A電極的電極反應式為CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．
（2）丙池中F電極為陰極（填“正極”、“負極”、“陰極”或“陽極”），該池的總反應的化學方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．
（3）當池中D極質量增重10.8g時，甲池中B電極理論上消耗O₂的體積為560mL（標準狀況）．
（4）已知丙池中的溶液為400mL，合上開關K，一段時間后，丙池中，陽極共收集到氣體224mL（標準狀況下）氣體，則此時溶液的pH為1．

Answer 1

分析 （1）甲池為原電池，燃料在負極失電子發(fā)生氧化還原反應在堿溶液中生成碳酸鹽，結合電荷守恒寫出電極反應；
（2）丙池是電解池，丙池中F電極與負極相連為陰極，電池中是電解硫酸銅溶液生成銅，硫酸和氧氣；
（3）乙池是電解池結合電子守恒計算消耗氧氣的體積；
（4）丙池是電解池，陽極為氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應生成氧氣，據此計算剩余氫離子濃度從而計算溶液的pH．

解答 解：（1）甲池為原電池，燃料在負極失電子發(fā)生氧化還原反應在堿溶液中生成碳酸鹽，甲池中通入CH₃OH電極的電極反應為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，故答案為：原電池；CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（2）丙池是電解池，丙池中F電極與負極相連為陰極，電池中是電解硫酸銅溶液生成銅，硫酸和氧氣，電池反應為：2CuSO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：陰極；2CuSO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）當乙池中D極質量增重10.8g即析出10.8gAg，物質的量=$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol，依據電子守恒計算4Ag～O₂～4e-，甲池中理論上消耗O₂的體積=$\frac{0.1}{4}$mol×22.4L/mol=0.56L=560ml；故答案為：560；
（4）丙池是電解池，陽極為氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應生成氧氣，則根據4OH^-～O₂～4e-，則消耗氫氧根離子n=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×4=0.04mol，所以剩余氫離子濃度為$\frac{0.04mol}{0.4L}$=0.1mol/L，則pH為1；
故答案為：1．

點評 本題考查了原電池電解池的相互串聯問題，注意首先區(qū)分原電池和電解池，題目難度中等．