Question

某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。

请回答下列问题：

(1)甲池为______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH₃OH 电极的电极反应式为 _____________________________________。

(2)乙池 A(石墨)电极的名称为_________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池中总反应式为 ____________________________________。

(3)当乙池中 B 极质量增加 5.40 g 时，甲池中理论上消耗 O₂ 的体积为_____________mL(标准状况下)，丙池中___________极析出 ______ g 铜。

(4)若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，丙中溶液的 pH 将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。

Answer

原电池 CH3OH－6e－＋8OH－=CO32-＋6H2O 阳极 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 280 D 1.60 增大

【解析】

甲池中一极通入甲醇，另一极通入氧气，则甲为甲醇燃料电池，乙池和丙池均与甲池串联，为电解池装置。

（1）甲池为甲醇燃料电池，燃料电池是基于原电池原理的新型电源，燃料电池中，通入燃料的一极是负极，所以甲醇在负极反应，失电子变成二氧化碳，二氧化碳又和电解质KOH溶液反应生成碳酸钾，结合电荷守恒、原子守恒可得通入的电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－=CO32-＋6H2O；

（2）乙池是电解池，A与原电池正极相连，为阳极，水电离的OH-在A极失电子生成氧气，B为阴极，溶液中的Ag+在B极得电子生成Ag。结合原子守恒、得失电子守恒可得：B池中的总反应为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3；

（3）当乙池中B极质量增加，即生成Ag的质量为5.4g，物质的量，依据电子守恒计算，甲池中理论上消耗的体积。丙为电解池，C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜，结合电子守恒计算，析出铜质量，故答案为：280；D；；

（4）丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，则丙中为惰性电极电解NaCl溶液，总反应为：，有NaOH生成，所以溶液的pH增大，故答案为：增大。