(10分)如图所示,用甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型燃料电池做电源,对A、B装置通电一段时间后,发现有1.6g甲醇参加反应且③电极增重(假设工作时无能量损失)。
请回答下列问题:
(1)分别指出F电极、②电极的名称 、 。
(2)④电极的反应式: 。E电极的反应式: 。
①电极上产生的实验现象是 。
(3)若A池中原混合液的体积为500 mL,CuSO4、K2SO4浓度均为0.1 mol/L,电解过程中A池中共收集到标准状况下的气体 L。
(1) 正极 阳极 ((每空1分)
(2) Ag -e—=Ag+ , CH3OH + 8OH-- 6e-="=" CO32-+ 6H2O 、
先有红色固体析出,后有气泡产生 。(每空2分)
(3) 3.92 。(每空2分)
(1)③电极增重,则③是阴极,④是阳极,所以F是正极,E是负极,①是阴极,②是阳极。
(2)由于阳极银是活性电极,所以④电极的反应式为Ag -e—=Ag+。原电池中负极失去电子,所以甲醇在E电极失去电子,由于是碱性电解质,所以方程式为CH3OH + 8OH-- 6e-="=" CO32-+ 6H2O。A中含有硫酸铜和硫酸钾,所以阴极首先是铜离子放电,然后是氢离子放电,生成氢气,即现象是先有红色固体析出,后有气泡产生。
(3)1.6g甲醇共失去电子是1.6g÷32g/mol×6=0.3mol。硫酸铜是0.05mol,得到0.1mol电子,所以生成氢气是(0.3mol-0.1mol)÷2=0.1mol。而阴极得到氧气,物质的量是0.3mol÷4=0.075mol,所以体积共计是(0.1mol+0.075mol)×22.4L/mol=3.92L。