Question

【题目】能源是人类生存和发展的重要支柱，化学在能源的开发与利用方面起着十分重要的作用。某学习小组按如下图所示装置探究化学能与电能的相互转化：

(1) 甲池是_____装置，通入CH4气体的电极上的反应式为_____。乙池中SO42－ 移向_____电极（填“石墨”或“Ag”）

(2) 当甲池消耗标况下33.6LO2时，电解质KOH的物质的量变化_____mol,乙池若要恢复电解前的状态则需要加入_____g _____（填物质名称）。

(3) 丙池中发生的电解反应的离子方程式为_____。

Answer 1

【答案】 原电池（或化学能转化为电能） CH4 –8e－+ 10OH－ ═ CO32－+ 7H2O 石墨 1.5 240 氧化铜 （或372，碳酸铜） Mg2+ +2Cl－+2H2O Mg(OH)2↓+ H2↑+ Cl2↑

【解析】（1）由图可看出甲图为燃料电池装置，是原电池，通入甲烷的电极为负极，反应式为CH4 –8e-+ 10OH-=CO32-+ 7H2O，通入氧气的电极为正极，乙图和丙图为电解池，与电池的正极相连的石墨为阳极，与电池的负极相连的Ag电极为阴极，乙池中SO42－ 移向石墨极（阳极）。（2）原电池正极反应式为：2O2+8e-+4H2O=8OH-，总反应为：CH4 +2O2+ 2OH-=CO32-+ 3H2O，当甲池消耗标况下33.6L（1.5mol）O2时，消耗1.5molKOH，转移6mol电子，则乙池生成3molCu和1.5molO2，根据原子守恒，若要恢复电解前的状态则需要加入氧化铜：3mol×80g/mol=240g，或碳酸铜：3mol×124g/mol=372g。（3）丙池中惰性电极电解氯化镁溶液，电解反应的离子方程式为Mg2+ +2Cl－+2H2O Mg(OH)2↓+ H2↑+ Cl2↑。