Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題(甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量)，當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題：

(1)甲池為__________(填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”)，A電極的電極反應(yīng)式為______________。

(2)丙池中E電極為_________(填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽極”)，電極的電極反應(yīng)式為_____________。該池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

(3)當(dāng)乙池中C極質(zhì)量減輕10.8 g時，甲池中B電極理論上消耗O2的體積為_____mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(4)一段時間后，斷開電鍵K,下列物質(zhì)能使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是___(填選項字母)。

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

Answer 1

【答案】原電池 CH3OH - 6e-+ 8OH－= CO32－+ 6H2O 陽極 2H2O-4e-= O2↑+4H+ 2CuSO4 + 2H2O2Cu +O2↑+2H2SO4 560 B

【解析】

由圖可知甲圖為原電池是一甲醇燃料電池，通甲醇的A為負(fù)極、B為正極；乙池為電解池，C為陽極電極反應(yīng)為：Ag-e-=Ag+，D為陰極，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu；丙池為電解池，E為陽極，電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F電極為陰極，電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，總反應(yīng)方程式為：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段時間后，斷開電鍵K，要使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度需加入CuO或者CuCO3，據(jù)此分析解答。

(1)由圖可知甲圖為原電池，A電極通入甲醇，為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；

(2)丙池為電解池，其中E電極連接電源正極，為陽極，電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F電極連接電源負(fù)極，為陰極，發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，總反應(yīng)方程式為：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑；

(3)乙池中C為陽極電極反應(yīng)為：Ag-e-=Ag+，D為陰極，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu；n(Ag)=10.8g÷108g/mol=0.1mol，由于Ag是+1價的金屬，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol，由于在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以甲池中反應(yīng)消耗O2的物質(zhì)的量n(O2)=×0.1mol=0.025mol，則消耗氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(O2)=0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL；

(4)一段時間后，斷開電鍵K，根據(jù)少什么加什么，丙池一個電極產(chǎn)生Cu單質(zhì)，另一個電極產(chǎn)生O2，相當(dāng)于從溶液中出去的物質(zhì)為Cu與O2反應(yīng)產(chǎn)生的CuO。

A.Cu與硫酸不能反應(yīng)，不能達(dá)到目的，A錯誤；

B.CuO與硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸銅和水，能達(dá)到目的，B正確；

C.Cu(OH)2比CuO多一個水的組成，相當(dāng)于對溶液進(jìn)行了稀釋，不能使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度，C錯誤；

D.Cu2(OH)2CO3與硫酸生成硫酸銅、二氧化碳和水，比等物質(zhì)的量的CuO多一個水的組成，相當(dāng)于對溶液進(jìn)行了稀釋，不能使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度，D錯誤；

故合理選項是B。