Question

【题目】（1）2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200°C左右时供电，电池示意如图所示：

①____极（填a或b）为电池的正极，电池工作时电子的流向为_______（填a→b或b→a）

②写出该电池负极的电极反应式________________________________________

(2)图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。

①Y中总反应的化学方程式为_____________________，滤纸上c点附近会变________色。

②电解一段时间后，Z产生280 mL的气体(标准状况下)，此时溶液的体积为500 mL，假设溶液中还有AgNO3存在，则Z中溶液的pH是________，需加入________g的________可使溶液复原。

Answer 1

【答案】b a→b C2H5OH-12e－+3H2O＝12H++2CO2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 红 1 5.8 Ag2O

【解析】

（1）在燃料电池中，燃料在负极发生失电子的反应，电流在电路中从正极流向负极；

（2）紫红色斑即MnO4－向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。

(1)NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色。(2)电解AgNO3溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，当有280 mL即0.012 5 mol的气体生成时，转移0.05 mol的电子，溶液中产生n(H＋)＝0.05 mol，即pH＝1。

Ag为阴极，溶液中的Ag＋得电子，生成银0.05 mol。脱离体系的是银元素和氧元素，且n(Ag)∶n(O)＝2∶1，所以可以加入0.025 mol 的Ag2O或Ag2CO3。

（1）①燃料电池中，燃料乙醇在负极发生失电子的反应，氧气是在正极上发生得电子的反应，电流在电路中从正极流向负极，根据质子移动方向，可以知道b是正极，a是负极，故答案为：b；b→a；

②该电池负极的电极反应式为：C2H5OH+3H2O-12e－=2CO2+12H＋；

（2）紫红色斑即MnO4－向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。

(1)Y中总反应的化学方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色。

(2)电解AgNO3溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，当有280 mL即0.012 5 mol的气体生成时，转移0.05 mol的电子，溶液中产生n(H＋)＝0.05 mol，c(H＋)＝0.05 mol/0.5L= 0.1 mol·L－1，即pH＝1。

Ag为阴极，溶液中的Ag＋得电子，生成银0.05 mol。脱离体系的是银元素和氧元素，且n(Ag)∶n(O)＝2∶1，所以可以加入0.025 mol 的Ag2O或Ag2CO3。Ag2O质量为0.025mol×（108×2+16）g·mol－1=5.8g或Ag2CO3质量为0.025mol×（108×2+60）g·mol－1=6.9g。