Question

15．如图是一个电化学过程的示意图，请按要求回答下列问题
（1）甲池是原电池装置（填“原电池”或“电解池”）．B（石墨）电极的名称是阳极．
（2）写出电极反应式：通入O₂的电极O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；A（Fe）电极Ag⁺+e^-=Ag；B（石墨）电极4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（3）乙池中反应的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（4）反应一段时间后，甲池中消耗1.6g甲烷，则乙池中某电极的质量增加86.4g．
（5）反应一段时间后，乙池中溶液成分发生了变化，想要完全恢复到电解前可加入的物质是Ag₂O．

Answer 1

分析 （1）图甲属于燃料电池，通燃料的电极是负极，通氧气的电极是正极，电解池中连接原电池负极的电极为阴极，连接原电池正极的电极为阳极；
（2）碱性燃料电池中氧气得电子产生氢氧根离子，电解池的阴极是银离子得电子发生还原反应，氢氧根在阳极失电子发生氧化反应；
（3）乙池中分别是氢氧根离子放电、银离子放电，是放氧生酸型，据此书写乙池中反应的化学方程式；
（4）根据串联电路中转移电子相等结合电极反应式进行计算；
（5）要恢复电解前的状态，根据析出什么加什么的原则解答．

解答 解：（1）图甲是燃料电池，将化学能转化为电能，属于原电池，通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，B连接原电池正极，为电解池阳极，铁与电源负极相连作阴极，故答案为：原电池；阳极；
（2）碱性燃料电池中氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，铁与电源负极相连作阴极，溶液中银离子在阴极A得电子发生还原反应，电极反应式为：Ag⁺+e^-=Ag，氢氧根在阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；Ag⁺+e^-=Ag；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）乙池中氢氧根离子在阳极放电、银离子在阴极上放电，则乙池电池反应式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（4）甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH₄-8e^-+10OH^-═7H₂O+CO₃^2-，消耗1.6g甲烷的物质的量为0.1mol，转移电子0.8mol，根据Ag⁺+e^-=Ag，乙池阴极增重银的质量为：0.8mol×108g/mol=86.4g，
故答案为：86.4；
（5）乙池电池反应式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，向溶液中加入氧化银，氧化银与硝酸反应又生成硝酸银和水，可使溶液恢复到电解前的状况，故答案为：Ag₂O．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，为高频考点，涉及电极反应式的书写，会结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，再结合转移电子相等进行计算，题目难度不大．