Question

下图是一个电化学过程的示意图。

在甲池中，若A端通入甲醇，B端通入氧气，丙池中装有溶质质量分数为10.00%的Na₂SO₄溶液100g，过一段时间后，丙池中溶液的质量减少了9克。

（1）此时A端为电源的          极(填“正”或“负”)，A极的电极反应式为             。

（2）若乙池溶液的体积为1L，则此时乙池溶液中c(H^＋)＝                 。 (不考虑Ag^＋的水解)；写出乙池电解反应方程式                             。

（3）丙池中产生的气体体积为          L(标准状况下)。

制取KMnO₄的最好方法是电解K₂MnO₄，若此时把丙池中阳极材料换为镍板，阴极材料换为铁板，硫酸钠溶液换成K₂MnO₄溶液，则可制取KMnO₄。

（4）阳极的电极反应式为                。此时溶液的pH        (填“增大”“减小”或“不变”)。

Answer

（1）负 CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O

（2）1 mol·L－1；4AgNO3＋2H2O4HNO3＋4Ag＋O2↑

（3）16.8（4）MnO42－－e－＝MnO4－ 增大

【解析】

试题分析：（1）在甲池中，若A端通入甲醇，B端通入氧气，则甲装置构成燃料电池。原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，则甲醇在负极通入，氧气在正极通入，因此A端为电源的负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O。

（2）惰性电极电解硫酸钠溶液，实质是电解水。设消耗水的质量是m，则根据电解前后硫酸钠不变可知，100g×10%＝（100g－m）×10.99%，解得m＝9g，即电解水的物质的量是0.5mol，转移电子的物质的量是1mol，则根据电子转移守恒和乙中反应式4AgNO3＋2H2O4HNO3＋4Ag＋O2↑可知乙中产生硝酸的物质的量是1mol，因此氢离子的浓度是1mol/L。

（3）根据丙中反应式2H2O2H2↑＋O2↑可知，消耗0.5mol水生成氢气和氧气的物质的量分别是0.5mol和0.25mol，则丙中产生的气体体积在标准状况下为0.75mol×22.4L/mol＝16.8L。

（4）电解锰酸钾溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H2O+2e-＝H2↑+2OH-，阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应式为2MnO42--2e-＝2MnO4-，总反应式为2MnO42-+2H2O2MnO4- +H2↑+2OH-，所以反应后溶液的碱性增强，pH增大。

考点：考查电化学原理的应用