Question

某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．
（1）该电池中OH^-向

 

极移动（填“正”或“负”）
（2）该电池负极的电极反应为

 

．
（3）用该电池电解（惰性电极）500mL某CuSO₄溶液，电解一段时间后，为使电解质溶液恢复到原状态，需要向溶液中加入9.8gCu（OH）₂固体．则原CuSO₄溶液的物质的量浓度为

 

，电解过程中收集到标准状况下的气体体积为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动；
（2）该燃料电池中，通入甲醇的电极是分解、通入氧气的电极是正极，负极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O、正极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（3）加入9.8g Cu（OH）₂固体能使电解质溶液恢复原状，n[Cu（OH）₂]=

9.8g

98g/mol

=0.1mol，相当于加入0.1molCuO和0.1molH₂O，根据Cu原子守恒计算硫酸铜的物质的量浓度，根据O原子守恒、H原子守恒计算生成气体体积．

解答： 解：（1）原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，所以氢氧根离子向负极移动，故答案为：负；
（2）该燃料电池中，通入甲醇的电极是分解、通入氧气的电极是正极，负极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O、正极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）加入9.8g Cu（OH）₂固体能使电解质溶液恢复原状，n[Cu（OH）₂]=

9.8g

98g/mol

=0.1mol，相当于加入0.1molCuO和0.1molH₂O，根据Cu原子守恒得n（CuSO₄）=n[Cu（OH）₂]=0.1mol，则C（CuSO₄）=

0.1mol

0.5L

=0.2mol/L，
根据O原子守恒得n（O₂）=n[Cu（OH）₂]=0.1mol，根据H原子守恒得n（H₂）=n[Cu（OH）₂]=0.1mol，
则气体体积=（0.1+0.1）mol×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：0.2mol/L；4.48L．

点评：本题考查原电池和电解池原理，侧重考查学生分析问题及计算能力，难点是电极反应式的书写，注意（3）题阴极上发生的反应有哪些，会利用原子守恒解答问题，题目难度不大．