Question

【題目】CO2、CO可與H2在一定條件下反應(yīng)合成二甲醚（CH3OCH3）、甲醇（CH3OH）、草酸（H2C2O4）等化工原料。

（1）二甲醚可作為綠色環(huán)保型能源。二甲醚空氣燃料電池的工作原理如圖所示。該電池工作時(shí)，c通入的物質(zhì)為______________ ，該電極的電極反應(yīng)式為_______________。

（2）某同學(xué)用甲醇和其它試劑組裝了如下圖所示裝置，來(lái)研究有關(guān)電化學(xué)問(wèn)題（甲、乙、丙三池中電解質(zhì)足量）。當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時(shí)，觀(guān)察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

①丙池中F電極為____________（填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽(yáng)極”），該池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為_______________；

②若丙池溶液的體積為500 mL，當(dāng)乙池中C極質(zhì)量減輕5.4g時(shí)，丙池溶液的pH為_______（忽略溶液體積的變化）；

③一段時(shí)間后，斷開(kāi)電鍵K，下列物質(zhì)能使乙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是______ (填序號(hào)）。

A. Cu B. CuO C. Cu(OH)2 D. Cu2(OH)2CO3

（3）已知：常溫下，H2C2O4的電離常數(shù)分別是Ka1≈5.0×10-2，Ka2≈6.0×l0-5。草酸的鉀鹽有K2C2O4、KHC2O4。常溫下，KHC2O4的水解常數(shù)Kh2＝___________，KHC2O4溶液的pH______7（填“﹥”、“﹤”或“=”）。

Answer 1

【答案】 O2或空氣 O2+4H++4e- === 2H2O 陰極 2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑ 1 A 2.0×10-13 <

【解析】（1）本題考查燃料電池，以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，根據(jù)原電池的工作原理，電解質(zhì)的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即電池右端為正極，左端為負(fù)極，即c通入的物質(zhì)為O2或空氣，根據(jù)電池的工作原理，因此正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O；（2）考查原電池和電解池的綜合應(yīng)用，①甲池為燃料電池，乙池、丙池為電解池，甲池中通氧氣一極為正極，即B為正極，A為負(fù)極，F電極連接A，即F為陰極，該池電解硫酸銅溶液，總電極反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑；②C極反應(yīng)式為Ag－e－=Ag＋，丙池中E電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，串聯(lián)電路中通過(guò)的電量是相同的，因此關(guān)系式有4Ag～4e－～4H＋，n(H＋)=5.4/108mol=0.05mol，c(H＋)=0.05/500×10－3mol·L－1=0.1mol·L－1，即溶液的pH=1；③乙池中總電極反應(yīng)方程式為2Ag＋Cu2＋2Ag＋＋Cu，因此恢復(fù)到反應(yīng)前的濃度，需要加入銅單質(zhì)，故選項(xiàng)A正確；（3）本題考查三大平衡常數(shù)的應(yīng)用，Kh2==2×10－13<6.0×10－5，說(shuō)明HC2O4－的電離程度大于其水解，溶液顯酸性，即KHC2O4溶液的pH<7。