Question

（10分）如图所示，用甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型燃料电池做电源，对A、B 装置通电一段时间后，发现有1．6g甲醇参加反应且③电极增重（假设工作时无能量损失）。

请回答下列问题：

（1）分别指出F电极、②电极的名称               、             。

（2）④电极的反应式：                           。

E电极的反应式：                            。

（3）若A池中原混合液的体积为500 mL，CuSO₄、K₂SO₄浓度均为0．1 mol/L，电解过程中A池中共收集到标准状况下的气体           L，①、③电极析出固体物质的量之比           。

Answer

⑴ 正极 阳极 ⑵ Ag - e—=Ag+ ，

CH3OH + 8OH-- 6e-== CO32－ + 6H2O ⑶ 3．92 1:6

【解析】

试题分析：（1）对A、B装置通电一段时间后，发现有1．6g甲醇参加反应且③电极增重，说明③电极上银离子得电子析出银，阳离子在阴极放电，所以③是电解池阴极，①是阴极，④②是阳极，原电池中E是负极，F是正极；（2）电解池中，③上银离子得电子生成银单质，④电极上银失电子生成银离子进入溶液，电极反应式为：Ag-e-=Ag+，E是原电池负极，甲醇失电子，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；（3）根据电极反应式1．6g甲醇反应转移电子的物质的量是0．3mol，若A池中原混合液的体积为500mL，CuSO4、K2SO4浓度均为0．1mol/L，则铜离子的物质的量为0．1mol/L×0．5L=0．05mol，当铜离子完全析出时，铜离子得到电子的物质的量=0．05mol×2=0．1mol＜0．3mol，所以电解混合溶液时，阴极上先析出铜后析出氢气，阳极上析出氧气，但得失电子的物质的量都是0．3mol，设阴极上析出氢气的物质的量是y，阳极上析出氧气的物质的量是z，则0．05mol×2+2y=4z=0．3mol，y=0．1mol，z=0．075mol，所以A池中共收集到的气体的物质的量是（0．1+0．075）mol=1．75mol，则气体体积=0．175mol×22．4L/mol=3．92L；①电极析出0．05mol铜，③电极析出0．03mol银，物质的量之比为1:6。

考点：原电池和电解池的工作原理。