Mg-H2O2电池是一种新型的海水电池．该电池以海水为电解质溶液.结构如图一所示．(1)该电池工作时.Mg电极作极.石墨电极上的电极反应式为 .电池工作时. 会穿过阴离子交换膜向极移动(2)臭氧(O3)是一种强氧化剂.常用于消毒.灭菌等.可由臭氧发生器电解稀硫酸制得．结构如图二所示．①图中阴极为 .其电极反应式为．②若C处通入O2.则A极的电极� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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Mg-H₂O₂电池是一种新型的海水电池．该电池以海水为电解质溶液，结构如图一所示．
（1）该电池工作时，Mg电极作

极，石墨电极上的电极反应式为

，电池工作时，

（填离子符号）会穿过阴离子交换膜向

极移动

（2）臭氧（O₃）是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得．结构如图二所示．
①图中阴极为

（填“A”或“B”），其电极反应式为

．
②若C处通入O₂，则A极的电极反应式为

．
③若用Mg-H₂O₂电池做电解电源，C处不通入O₂，D、E处分别收集到26.88L和有11.2L气体（标准状况），则E处收集的气体中O₃所占的体积分数为

．（忽略O₃的分解）；此时，通过电池中阴离子交换膜的离子的物质的量为

．

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）该原电池中，Mg易失电子作负极、石墨作正极，正极上双氧水得电子生成氢氧根离子，阴离子交换膜只能阴离子通过；放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动；
（2）①电解稀硫酸时，E电极上氧气或臭氧，则B电极是阳极，所以A电极是阴极，阴极上氢离子放电生成氢气；
②若C处通入O₂，则A极上氧气得电子和氢离子反应生成水；
③D处收集气体的物质的量=

26.88L

22.4L/mol

=1.2mol，E处收集气体的物质的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，根据转移电子相等计算生成臭氧物质的量，从而计算体积分数；通过阴离子交换膜的物质的量和放电氢氧根离子的物质的量相等．

解答： 解：（1）该原电池中，Mg易失电子作负极、石墨作正极，正极上双氧水得电子生成氢氧根离子，电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-，阴离子交换膜只能阴离子通过，所以放电时，电解质溶液中阴离子OH^- 向负极移动，故答案为：负；H₂O₂+2e^-=2OH^-；OH^-；负（Mg）；
（2）①电解稀硫酸时，E电极上氧气或臭氧，则B电极是阳极，所以A电极是阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：A；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②若C处通入O₂，则A极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H⁺+4e^-+O₂=2H₂O，故答案为：4H⁺+4e^-+O₂=2H₂O；
③D处收集气体的物质的量=

26.88L

22.4L/mol

=1.2mol，E处收集气体的物质的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，
设生成氧气的物质的量为xmol、生成臭氧物质的量为ymol，结合转移电子相等得

x+y=0.5mol

4x+6y=1.2×2

x=0.3

y=0.2

，
相同条件下，臭氧的物质的量分数等于其体积分数，所以

0.2mol

0.5mol

×100%=40%，
阳极上电极反应式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O、6OH^--6e^-=O₃↑+3H₂O，通过阴离子交换膜的物质的量和放电氢氧根离子的物质的量相等=4n（O₂）+6n（O₃）=0.3mol×4+0.6mol×2=2.4mol，
故答案为：40%；2.4mol．

点评：本题考查原电池和电解池原理，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是（2）③中臭氧、转移离子物质的量的计算，要根据转移电子相等进行计算，题目难度中等．

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