Question

11．如圖是一個化學過程的示意圖．

（1）圖中甲池中OH^-移向CH₃OH極（填“CH₃OH”或“O₂”）．
（2）寫出通入CH₃OH的電極的電極反應式：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃²+6H₂O．
（3）向乙池兩電極附近滴加適量紫色石蕊試液，附近變紅的電極為A極（填“A”或“B”），并寫出此電極的反應式：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．
（4）乙池中總反應的離子方程式：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（5）當乙池中B（Ag）極的質量增加5.4g時，乙池的pH是1（若此時乙池中溶液的體積為500mL）；此時丙池某電極析出1.60g某金屬，則丙中的某鹽溶液可能是BC（填序號）．
A．MgS0₄           B．CuS0₄            C．AgN0₃          D．AlCl₃．

Answer 1

分析 （1）燃料電池屬于原電池，原電池放電時，溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；
（2）燃料電池中燃料失電子發(fā)生氧化反應，甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水；
（3）乙池有外接電源是電解池，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銀離子放電，酸性溶液使紫色石蕊試液變紅，根據電極附近溶液的酸堿性變化確定溶液變紅的電極；
（4）電解硝酸銀溶液時，銀離子得電子生成銀、水失電子生成氧氣和氫離子，據此寫出離子方程式；
（5）根據銀和氫離子關系式計算氫離子濃度，從而確定溶液的pH，陰極上析出金屬，則在金屬活動性順序表中金屬元素處于H元素后，根據串聯(lián)電池中轉移電子數相等知，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉移電子數，據此確定含有的金屬元素．

解答 解：（1）燃料電池中，投放燃料的電極是負極，投放氧化劑的電極是正極，原電池放電時，電解質溶液中氫氧根離子向負極移動，即向投放甲醇的電極移動，
故答案為：CH₃OH；
（2）該燃料電池中，甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）乙池有外接電源屬于電解池，連接原電池正極的A是陽極，連接原電池負極的B是陰極，電解硝酸銀溶液時，A電極上氫氧根離子放電導致電極附近氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，溶液呈酸性，加熱紫色石蕊試液呈紅色，電極反應式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：A，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）電解硝酸銀溶液時，銀離子得電子生成銀、水失電子生成氧氣和氫離子，離子方程式為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，
故答案為：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；
（5）當乙池中B（Ag）極的質量增加5.40g時，設氫離子濃度為xmol/L，
4Ag⁺+2H₂O=4Ag+O₂↑+4H⁺；
         432g      4mol
         5.40g     0.5xmol
解得：x=0.1，所以溶液的pH=1，
陰極上析出金屬，則在金屬活動性順序表中金屬元素處于H元素后，根據串聯(lián)電池中轉移電子數相等知，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉移電子數，據此確定含有的金屬元素，析出5.40g時轉移電子是0.05mol，
A、硫酸鎂中鎂元素處于H元素前，所以陰極上不析出金屬單質，故錯誤；
B、電解硫酸銅溶液時，陰極上析出1.60g銅需要轉移電子0.05mol，故正確；
C、電解硝酸銀溶液時，陰極上析出1.60g銀需要轉移電子0.0148mol＜0.05mol，故正確；
D、氯化鋁中鋁元素處于氫元素前，所以陰極上不析出金屬單質，故錯誤；
故選BC；
故答案為：1；BC．

點評 本題考查了原電池和電解池原理的應用，題目難度中等，側重于考查學生的分析能力和對基礎知識的應用能力，注意（5）題中，丙中析出金屬元素需要的電子等于或小于乙池中轉移電子數，為易錯點．