Question

【題目】如下圖所示，裝置Ⅰ為甲醇燃料電池(電解質溶液為KOH溶液)，通過裝置Ⅱ實現鐵棒上鍍銅。

（1）b處應通入_____(填“CH3OH”或“O2”)，a處電極上發生的電極反應式是___________________；

（2）電鍍結束后，裝置Ⅰ中溶液的pH______(填寫“變大”“變小”或“不變”，下同)，裝置Ⅱ中Cu2＋的物質的量濃度______________；

（3）若銅電極質量減小6.4 g，則消耗標況下的O2的體積為_____________________。

（4）若將裝置I中電解質溶液換成硫酸溶液，則在工作過程中H+ 移向______電極（填“a”或“b”）。

Answer 1

【答案】 O2 CH3OH - 6e－ + 8OH－ = CO32－+6H2O 變小 不變 1.12L b

【解析】試題分析：甲醇燃料電池的總反應為2CH3OH＋3O2+4OH－ =2 CO32－+6H2O，還原劑是甲醇，應通入負極區，氧氣是氧化劑應通入正極室。要想實現鐵棒上鍍銅，鐵必須做陰極，銅做陽極，所以I裝置中左室中的電極為負極，右室中的電極為正極。

（1）b處應通入O2　，a處電極上發生的電極反應式是CH3OH - 6e－ + 8OH－ = CO32－+6H2O；

（2）電鍍結束后，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＋的物質的量濃度不變；

（3）若銅電極質量減小6.4 g，即溶解了0.1mol，則電路中通過了0.2mol電子，根據電子轉移守恒可知，燃料電池中要消耗0.05mol氧氣，消耗的O2在標況下的體積為1.12L　。

（4）原電池中，電解質的陽離子向正極定向移動。若將裝置I中電解質溶液換成硫酸溶液，則在工作過程中H+ 移向b電極。