Question

15．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转．

请回答下列问题：
（1）甲池为原电池（填“原电池”、“电解池”或“电镀池”），A电极的电极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．
（2）丙池中F电极为阴极（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），该池的总反应的化学方程式为2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．
（3）当池中D极质量增重10.8g时，甲池中B电极理论上消耗O₂的体积为560mL（标准状况）．
（4）已知丙池中的溶液为400mL，合上开关K，一段时间后，丙池中，阳极共收集到气体224mL（标准状况下）气体，则此时溶液的pH为1．

Answer 1

分析 （1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，结合电荷守恒写出电极反应；
（2）丙池是电解池，丙池中F电极与负极相连为阴极，电池中是电解硫酸铜溶液生成铜，硫酸和氧气；
（3）乙池是电解池结合电子守恒计算消耗氧气的体积；
（4）丙池是电解池，阳极为氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，据此计算剩余氢离子浓度从而计算溶液的pH．

解答 解：（1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，甲池中通入CH₃OH电极的电极反应为：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，故答案为：原电池；CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（2）丙池是电解池，丙池中F电极与负极相连为阴极，电池中是电解硫酸铜溶液生成铜，硫酸和氧气，电池反应为：2CuSO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案为：阴极；2CuSO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）当乙池中D极质量增重10.8g即析出10.8gAg，物质的量=$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol，依据电子守恒计算4Ag～O₂～4e-，甲池中理论上消耗O₂的体积=$\frac{0.1}{4}$mol×22.4L/mol=0.56L=560ml；故答案为：560；
（4）丙池是电解池，阳极为氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，则根据4OH^-～O₂～4e-，则消耗氢氧根离子n=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×4=0.04mol，所以剩余氢离子浓度为$\frac{0.04mol}{0.4L}$=0.1mol/L，则pH为1；
故答案为：1．

点评 本题考查了原电池电解池的相互串联问题，注意首先区分原电池和电解池，题目难度中等．