Question

1．如圖所示，U形管內(nèi)盛有200mL的溶液，按要求回答下列問題．
（1）打開K₂ ，合并K₁ ，若所盛溶液為CuSO₄溶液：則A為負(fù) 極，A極的電極反應(yīng)式為Zn-2e^-═Zn²⁺．若所盛溶液為KCl溶液：則B極的電極反應(yīng)式為2O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，K⁺移向B  極（填A(yù)、B）
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為2.5 mol•L^-1CuSO₄溶液，一段時間后有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
請回答下列問題：
陽極電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體，若用 等質(zhì)量的兩塊銅片代替鋅、石墨作電極，一段時間后有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，此刻兩銅片的質(zhì)量相差12.8g
（3）科研人員新近開發(fā)出一種由甲醇、氧氣以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，充電一次可供手機(jī)連續(xù)使用一個月，請回答以下問題：
甲醇是負(fù) 極，電極反應(yīng)CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）若所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，鋅易失電子作負(fù)極、C電極為正極，C電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)里的陽離子移向正極；
（2）打開K₁，合并K₂，得到的是電解池，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電子守恒以及電極反應(yīng)式進(jìn)行計算即可；
（3）甲醇燃料電池放電時，C元素的化合價升高，所以甲醇所在電極為原電池的負(fù)極，O元素的化合價降低，所以通入氧氣的極為原電池的正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，以此來解答．

解答 解：（1）若所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，鋅易失電子作負(fù)極、C電極為正極，C電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，若所盛溶液為KCl溶液，則B極是正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，鉀離子移向正極，移向B極，
故答案為：負(fù)；Zn-2e^-═Zn²⁺；2O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；B；
（2）打開K₁，合并K₂，得到的是電解池，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，A電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，若用等質(zhì)量的兩塊銅片代替鋅、石墨作電極，則陽極上：Cu-2e^-═Cu²⁺，陰極上發(fā)生反應(yīng)Cu²⁺+2e^-=Cu，一段時間后有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，此刻兩銅片的質(zhì)量相差0.1mol×64g/mol×2=12.8g，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；12.8g；
（3）CH₃OH和O₂在電池中，肯定是O₂氧化CH₃OH，CH₃OH是負(fù)極反應(yīng)物，O₂是正極反應(yīng)物．CH₃OH被氧化生成CO₂和H₂O，電解質(zhì)溶液中有強(qiáng)堿（OH^-），CO₂要轉(zhuǎn)化CO₃^2-，甲醇是負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O，故答案為：負(fù)；CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O．

點評 本題考查了原電池和電解池工作原理的應(yīng)用知識，題目難度中等，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．