Question

【題目】如圖為相互串聯(lián)的三個(gè)裝置，試回答：

(1)寫出甲池負(fù)極的電極反應(yīng)式：________。

(2)若甲池消耗4.6gC2H5OH氣體，則丙池中石墨極上生成氣體的物質(zhì)的量為______，反應(yīng)一段時(shí)間后丙池溶液pH_______（填“增大”、“減小”、“不變”）。

(3)若利用乙池在鐵片上鍍銀，則B是_______（填電極材料），電極反應(yīng)式是______。

(4)若乙池中A、B為石墨電極，電解質(zhì)溶液為CuCl2。當(dāng)丙池共產(chǎn)生6.72L（標(biāo)況）氣體時(shí)，乙池A極產(chǎn)物_____mol，檢驗(yàn)該產(chǎn)物的方法為：______（簡述操作）。

Answer 1

【答案】C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 0.3mol 減小 Fe Ag++e-=Ag 0.2 用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近A極，若變藍(lán)，說明所產(chǎn)生氣體為Cl2

【解析】

(1)在燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極；

(2)與燃料電極連接的為陰極，與O2電極連接的為陽極，在丙池的石墨電極為陽極，溶液中OH-失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生O2。先計(jì)算乙醇的物質(zhì)的量，根據(jù)其失去電子，結(jié)合同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，可計(jì)算出反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量，結(jié)合水的電離平衡判斷溶液pH變化；

(3)在鐵片上鍍銀，金屬鐵作陰極，金屬銀作陽極材料，選擇硝酸銀為電解質(zhì)溶液；

(4)丙池實(shí)質(zhì)是電解水，反應(yīng)式為2H2O2H2↑+O2↑，根據(jù)氣體的體積計(jì)算其物質(zhì)的量，結(jié)合方程式確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)目，在乙池中A電極為陽極，在陽極上產(chǎn)生氯氣，利用電子守恒解答，并根據(jù)氯氣的強(qiáng)氧化性進(jìn)行檢驗(yàn)。

(1)在甲池中通入乙醇的電極為負(fù)極，乙醇失去電子，被氧化，與溶液中的OH-結(jié)合形成CO32-，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；

(2)在丙池中，石墨電極與燃料電池的正極連接，為陽極，Fe電極為陰極。在石墨電極上發(fā)生反應(yīng)：4OH--4e-=2H2O+O2↑，n(C2H5OH)=4.6g÷46g/mol=0.1mol，根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)式C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O可知：1mol乙醇反應(yīng)失去12mol電子，則0.1mol乙醇反應(yīng)失去1.2mol電子，由于在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以丙池中石墨電極上反應(yīng)產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量是n(O2)=1.2mol÷4=0.3mol；由于溶液中OH-不斷放電產(chǎn)生O2，破壞了水的電離平衡，促進(jìn)了水的電離，使溶液中c(H+)增大，溶液的酸性會(huì)逐漸增強(qiáng)，因此反應(yīng)一段時(shí)間后丙池溶液pH減��；

(3)若利用乙池在鐵片上鍍銀，則金屬鐵是陰極材料，與電源的負(fù)極連接，金屬銀是陽極材料，與電源的正極連接，選擇硝酸銀為電解質(zhì)溶液。在甲池中，通氧氣的電極是正極，所以乙池中A是陽極，材料是銀，B是陰極，材料是鐵片，在B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)：Ag++e-=Ag；

(4)乙池中A是陽極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl- -2e-=Cl2↑，B是陰極，Cu2+獲得電子變?yōu)閱钨|(zhì)Cu。丙池共產(chǎn)生標(biāo)況6.72L氣體時(shí)，n(氣體)=6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，在丙池中實(shí)質(zhì)是電解水，方程式是：2H2O2H2↑+O2↑。根據(jù)方程式可知：每反應(yīng)產(chǎn)生3mol氣體，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol，則反應(yīng)產(chǎn)生0.3mol氣體，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.4mol，則根據(jù)串聯(lián)電路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，可知在乙池的A電極上反應(yīng)得到的氯氣的物質(zhì)的量是0.4mol÷2=0.2mol。氯氣具有強(qiáng)的氧化性，在溶液中可將I-氧化為I2，I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色，故檢驗(yàn)氯氣的方法是：用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近A極，若變藍(lán)，說明所產(chǎn)生氣體為Cl2。