Question

如图是一个电化学过程的示意图．

Ⅰ．在甲池中，若A端通入甲醇，B端通入氧气，丙池中装有溶质质量分数为10.00%的Na₂SO₄溶液100g，过一段时间后，丙池中溶质的质量分数变为10.99%．
（1）此时A端为电源的

 

极（填“正”或“负”），A极的电极反应式为：

 

．
（2）若乙池溶液的体积为1L，则此时乙池溶液中c（H⁺）=

 

（不考虑Ag⁺的水解）．
（3）丙池中产生的气体体积为

 

L．（标准状况下）．
Ⅱ．制取KMnO₄的最好方法是电解K₂MnO₄，若此时把丙池中阳极材料换为镍板，阴极材料换为K₂MnO₄铁板，硫酸钠溶液换成K₂MnO₄溶液，则可制取KMnO₄．
（4）阳极的电极反应式为

 

．此时溶液的pH

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

考点：电解原理,原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）通入甲醇的电极为负极、该电极上是燃料发生失电子的氧化反应；
（2）根据丙池质量分数的变化计算电解的水的质量，求转移电子数，根据转移电子守恒计算生成硝酸的量，进而计算氢离子浓度；
（3）根据电解了的水的量，计算产生氢气氧气的总量；
（4）根据在电解槽中用铂板作用阳极，铁作阴极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，阴极上水得电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，阳极上锰酸根离子失电子反应氧化反应生成高锰酸根离子，两电极方程式相加即可得总方程式，根据总反应确定pH的变化．

解答： 解：丙池中装有溶质质量分数为10.00%的Na₂SO₄溶液100g，过一段时间后，丙池中溶质的质量分数变为10.99%，设电解掉的水的质量是m，则
100×10%=（100-m）×10.99%，解得m=9g，电解了9g即0.5mol水，转移电子是1mol．
（1）甲醇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CH₃OH-6e^-+8OH^-═6H₂O+CO₃^2-，
（2）乙池中A电极上氢氧根离子放电、阴极上银离子放电，所以乙池电池反应式为4AgNO₃+2H₂O

通电  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，当转移电子是1mol，生成硝酸是
1mol，则此时乙池溶液中c（H⁺）=

1mol

1L

=1mol/L，故答案为：1mol/L；
（3）电解硫酸钠实质是电解水，电解了9g水，即0.5mol水被电解，产生氢气是0.5mol，氧气是0.25mol，所以气体的总体积是（0.5mol+0.25mol）×22.4L/mol=16.8L，故答案为：16.8；
（4）电解锰酸钾溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应式为2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-，总方程式为：2MnO₄^2-+2H₂O=2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-，生成氢氧根离子，此时溶液的pH增大，故答案为：
故答案为：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；增大．

点评：本题以电解原理为载体考查了电极反应式的书写和电子守恒的计算，难度不大，会根据题中已知条件以及电解原理确定生成物并写出反应方程式是解本题的关键．