Question

【题目】如图所示，用甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型燃料电池做电源，对A、B 装置通电一段时间后，发现有3.2g甲醇参加反应且③电极增重（假设工作时无能量损失）．请回答下列问题：
（1）F电极的名称是 ， E电极的反应式： ．
（2）④电极的反应式： ， 通电一段时间后B池pH（填“变大”“变小”“不变”）．
（3）若A池中原混合液的体积为500mL，CuSO4、K2SO4浓度均为0.3mol/L，电解过程中A池中共收集到标准状况下的气体L，①、③电极析出固体物质的量之比 ．
（4）欲使通电后的溶液恢复至原状，可加入一种物质是（写名称）．

Answer 1

【答案】
（1）正极； CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O
（2）Ag﹣e﹣=Ag+；不变
（3）6.72；1：4
（4）氢氧化铜
【解析】解：（1）对A、B装置通电一段时间后，发现有1.6g甲醇参加反应且③电极增重，则说明③电极上银离子得电子析出银，则③是电解池阴极，所以④②是阳极，①是阴极，原电池中E是负极，F是正极，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子，则负极电极方程式为：CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O；

所以答案是：正极；CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O； （2）电解池中，③上银离子得电子生成银单质，④电极上银失电子生成银离子进入溶液，电极反应式为：Ag﹣e﹣=Ag+，B装置中阴极上银离子得电子，阳极上Ag失电子生成银离子，溶液中银离子浓度不变，所以溶液的pH不变；

所以答案是：Ag﹣e﹣=Ag+；不变；（3）设3.2g甲醇反应转移电子的物质的量是x，

CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O	转移电子
32g	6mol
3.2g	x

x= =0.6mol

若A池中原混合液的体积为500mL，CuSO4、K2SO4浓度均为0.3mol/L，则铜离子的物质的量为0.3mol/L×0.5L=0.15mol，当铜离子完全析出时，铜离子得到电子的物质的量=0.15mol×2=0.3mol＜0.6mol，所以电解混合溶液时，阴极上先析出铜后析出氢气，阳极上析出氧气，但得失电子的物质的量都是0.6mol，

设阴极上析出氢气的物质的量是y，阳极上析出氧气的物质的量是z，

则0.15mol×2+2y=4z=0.6mol，y=0.15mol，z=0.15mol，所以A池中共收集到的气体的物质的量是（0.15+0.15）mol=0.3mol，则气体体积=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，①上铜离子得电子析出金属铜，铜离子的物质的量为0.3mol/L×0.5L=0.15mol，③上银离子得电子生成银单质，根据电子守恒，转移0.6mol电子析出金属银是0.6mol，两个电极析出固体物质的量之比为1：4，

所以答案是：6.72； 1：4；（4）A中电解生成的物质，阳极生成氧气，阴极上生成氢气和Cu，所以欲使通电后的溶液恢复至原状，可加入一种物质是氢氧化铜；

所以答案是：氢氧化铜．