Question

【題目】如下圖所示，裝置Ⅰ為甲醇燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)，通過(guò)裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅。

（1）b處應(yīng)通入(填“CH3OH”或“O2”)，a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是；
（2）電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的pH(填寫“變大”“變小”或“不變”，下同)，裝置Ⅱ中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度；
（3）若銅電極質(zhì)量減小6.4 g，則消耗標(biāo)況下的O2的體積為。
（4）若將裝置I中電解質(zhì)溶液換成硫酸溶液，則在工作過(guò)程中H+ 移向電極（填“a”或“b”）。

Answer 1

【答案】
（1）O2,CH3OH - 6e－+ 8OH－ = CO32－+6H2O
（2）變小,不變
（3）1.12L
（4）b
【解析】解：甲醇燃料電池的總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2+4OH－ =2 CO32－+6H2O，還原劑是甲醇，應(yīng)通入負(fù)極區(qū)，氧氣是氧化劑應(yīng)通入正極室。要想實(shí)現(xiàn)鐵棒上鍍銅，鐵必須做陰極，銅做陽(yáng)極，所以I裝置中左室中的電極為負(fù)極，右室中的電極為正極。（1）b處應(yīng)通入O2　，a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是CH3OH - 6e－+ 8OH－ = CO32－+6H2O；（2）電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的氫氧根離子的濃度變小，所以pH變小。裝置Ⅱ中陽(yáng)極銅溶解變成銅離子、陰極銅離子得電子變成銅析出，所以Cu2＋的物質(zhì)的量濃度不變；（3）若銅電極質(zhì)量減小6.4 g，即溶解了0.1mol，則電路中通過(guò)了0.2mol電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，燃料電池中要消耗0.05mol氧氣，消耗的O2在標(biāo)況下的體積為1.12L　。（4）原電池中，電解質(zhì)的陽(yáng)離子向正極定向移動(dòng)。若將裝置I中電解質(zhì)溶液換成硫酸溶液，則在工作過(guò)程中H+ 移向b電極。