Question

【题目】如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O

（1）请回答图中甲、乙两池的名称．甲池是 ______装置，乙池是 ______ 装置；

（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是 ______ ，B（石墨）电极的名称是 ______ ；

（3）通入O2的电极的电极反应式为： ______ ，A （Fe）电极的电极反应式为 ______ ；

（4）乙池中反应的化学方程式为 ______ ；

（5）电解一段时间后，乙池中A（Fe）极的质量增加5.4g时，且溶液的体积为500mL，求所得溶液在25℃时的pH= ______ ，甲池中消耗O2为 ______ mL（标准状况下）．

（6）钴铁氧体（CoFe2O4）不仅是重要的磁性材料、磁致伸缩材料，还是重要的锂离子电池负极材料。工业上，用电化学法制得CoFe2O4。以NaOH溶液作电解液，纯净的钴铁合金（CoFe2）作阳极进行电解，在阳极上获得CoFe2O4薄膜。该电解过程的化学方程式为_________________________。

Answer 1

【答案】原电池 电解池 负极 阳极 O2+2H2O+4e-=4OH- 4Ag++4e-=4Ag 4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 1 280 CoFe2+4H2O CoFe2O4+4 H2↑

【解析】

根据反应方程式知，甲是把化学能转变为电能的装置；乙有外加电源，所以是电解池；根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 发生还原反应，所以该电极是正极;石墨与原电池的正极相连，所以B（石墨）电极是阳极，A （Fe）极与负极相连，A是阴极。

（1）根据反应方程式知，甲装置是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，甲是原电池；乙有外加电源，所以乙是电解池；

（2）CH3OH发生氧化反应，通入CH3OH的电极名称是负极，石墨与原电池的正极相连，所以B（石墨）电极的名称是阳极；

（3）O2 得电子发生还原反应，所以该电极是正极，通入O2的电极反应式为： O2+2H2O+4e-=4OH-，A （Fe）极与负极相连，A是阴极，A （Fe）电极的电极反应式为 4Ag++4e-=4Ag；

（4）乙是电解池，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，阴极银离子得电子生成单质银，总反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；

（5）乙池中A(Fe)极是阴极，阴极的质量增加的5.40g是银，根据得失电子数相等，氧气、氢离子与银的关系式为O2--------4Ag-------4H+ ；设消耗氧气的体积是xL，生成氢离子的物质的量为ymol；
O2--------4Ag-------4H+
22.4L ( 4×108 )g 4mol
xL 5.40g ymol

、

x=0.28L=280mL；y=0.05mol；

溶液的体积为500mL，，所得溶液在25℃时的pH=1。

（6）以NaOH溶液作电解液，纯净的钴铁合金（CoFe2）作阳极进行电解，阳极上CoFe2失电子生成CoFe2O4薄膜，阴极氢离子得电子生成氢气，该电解过程的化学方程式为CoFe2+4H2O CoFe2O4+4 H2↑。