Question

下图所示装置中，甲池的总反应式为2CH₃OH+ 3O₂+ 4KOH=2K₂CO₃+ 6H₂O。试回答:

(1)图中甲池的装置是_________（填“原电池”或“电解池”)，乙池中石墨电极是________极。

(2)写出通入CH₃OH的电极的电极反应式：________________

(3)乙池中总反应的化学方程式为___________________

(4)当乙池中Ag极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O₂________mL（标准状况）；此时丙池某电极上析出1.60g某金属，则丙池中的盐溶液可能是________（填字母）

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

Answer

原电池 阳 CH3OH-6e-+8OH－===6H2O+CO32－ 4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 280 BD

【解析】

(1)甲装置为燃料电池；A与原电池的正极相连；

(2)燃料电池中燃料失电子发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；B电极与原电池负极相连，为阴极，银离子在B上得电子；

(3)乙为电解池，电解质溶液为AgNO3；

(4)乙池是电解池，碳作阳极，银作阴极，所以反应是电解硝酸银溶液；根据转移电子守恒计算消耗氧气 等体积，丙池中，阴极上析出金属，根据转移电子计算金属的相对原子质量，从而确定盐。

(1)甲装置为甲醇燃料电池，属于原电池，A与原电池的正极相连，则A为阳极，故答案为：原电池；阳；

(2)燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应，则碱性条件下，燃料甲醇在负极失电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式是CH3OH-6e-+8OH-═6H2O+CO32-，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-═6H2O+CO32-；

(3)乙为电解池，电解时，AgNO3溶液电解生成硝酸、银和水，反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3，故答案为：4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；

(4)乙池中A(Ag)极上银离子得电子生成Ag，其电极反应为Ag++e-=Ag，已知A(Ag)极的质量增加5.40g时，n(Ag)=0.05mol，则转移电子为0.05mol，甲中正极反应为：O2+4e-+H2O=4OH-，则转移0.05mol电子时消耗的氧气为0.0125mol，则氧气的体积为0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280ml；丙池是电解池，阴极上金属离子放电析出金属单质，则金属元素在氢元素之后，D电极连接甲醇电极，所以D是阴极，根据转移电子相等知，当析出一价金属时，其摩尔质量=1.6÷0.05=32g/mol，该元素为硫，错误，当析出的是二价金属，则其摩尔质量=(1.6÷0.05)×2=64g/mol，所以该金属是铜，则溶液是硫酸铜溶液，也可能是硝酸银放电结束后水放电，所以也可能是硝酸银，故选BD，故答案为：280；BD。