Question

(1)如图是一个化学过程的示意图。

①乙池中总反应的离子方程式____________。

②电解一段时间后，向乙池的溶液中加入________________可恢复为原溶液。

③当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g，此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是________。

A.MgSO₄       B.CuSO₄       C.NaCl     D.AgNO₃

(2)利用反应Cu＋2FeCl₃=CuCl₂＋2FeCl₂设计成如图所示原电池，回答下列问题：

①写出负极的电极反应式：___________。

②图中X溶液是________。

③利用图中设计的原电池为电源可将雾霾中的NO、SO₂电解分别转化为NH₄⁺和SO₄^2-，如图所示，则物质A的化学式为_____________，阴极的电极反应式为______________。

Answer

4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+ Ag2O BD Cu-2e-=Cu2＋ FeCl3溶液 H2SO4 NO+5e-+6H+=NH4++H2O

【解析】

(1)甲池为甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，通入氧气的为正极；乙池为电解池，A与燃料电池的正极相连，为阳极，B为阴极；丙为电解池，D与燃料电池的负极相连，为阴极，C为阳极；

(2)利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2设计成原电池，Cu元素化合价升高，为负极，Fe元素化合价降低，FeCl3在正极反应，X溶液为FeCl3溶液。

(1)①乙池为电解池，A为阳极，水失电子生成O2和H+，B为阴极，Ag+得电子生成Ag，总反应为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，故答案为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；

②从总反应来看，电解过程Ag原子和O原子按2:1以Ag和O2的形式析出了，所以，加一定量的Ag2O能恢复为原溶液，故答案为：Ag2O；

③乙池中B(Ag)极的电极反应式为：Ag++e-=Ag，当Ag极增加5.4g，即n(Ag)==0.05mol时，由Ag++e-=Ag可知，通过电路中的电子的物质的量n(e-)=0.05mol。丙池为电解池，阴极表面析出金属，该金属的阳离子的放电顺序要在水电离的H+前面，否则不会析出金属。要生成1.6g固体，则生成1.6g固体转移的电子的物质的量必须小于等于0.05mol（生成1.6g固体后，若金属离子已反应完，H2O电离的H+继续得电子即可）。

A．Mg2+的放电顺序在H+之后，不会析出金属Mg，A错误；

B．Cu2+的放电顺序在H+之前，Cu2++2e-=Cu，则析出Cu的质量=1.6g，则通过电路的电子的物质的量n(e-)=0.05mol，符合题意，B正确；

C．Na+的放电顺序在H+之后，不会析出金属Na，C错误；

D．Ag+的放电顺序在H+之前，Ag++e-=Ag，析出1.6g固体(Ag)时，即n(Ag)==，则通过电路的电子的物质的量n(e-)=n(Ag)=≈0.0148mol＜0.05mol，符合题意，D正确；

故答案为：BD；

(2)①Cu失电子，化合价升高，作负极，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2＋，故答案为：Cu-2e-=Cu2＋；

②Cu作负极，则C作正极，FeCl3在正极得电子生成FeCl2，则X溶液为FeCl3溶液，故答案为：FeCl3溶液；

③NO得电子，转化为NH4+，则电解池右边电极为阴极，电极反应式为：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，SO2失电子，转化为SO42-，左边电极为阳极，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+，总反应为：，所以，物质A为H2SO4，故答案为：H2SO4；NO+5e-+6H+=NH4++H2O。