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500mL,CuSO4、K2SO4浓度均为0.1mol/L,电解过程中A池中共收集到标准状况下的气体______L.
(1)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,则说明③电极上银离子得电子析出银,则③是电解池阴极,所以④②是阳极,①是阴极,原电池中E是负极,F是正极,故答案为:正极;阳极;
(2)电解池中,③上银离子得电子生成银单质,④电极上银失电子生成银离子进入溶液,电极反应式为:Ag-e-=Ag+,E是原电池负极,负极上甲醇失电子和氢氧根离子生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O,
A装置中,①是阴极,所以该电极上先是铜离子得电子而析出,后氢离子得电子析出氢气,所以现象是:先有红色固体析出,后有气泡产生,
故答案为:Ag-e-=Ag+;CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;先有红色固体析出,后有气泡产生;
(3)设1.6g甲醇反应转移电子的物质的量是x,
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O 转移电子
32g 6mol
1.6g x
x=
=0.3mol1.6g×6mol 32g
若A池中原混合液的体积为500mL,CuSO4、K2SO4浓度均为0.1mol/L,则铜离子的物质的量为0.1mol/L×0.5L=0.05mol,当铜离子完全析出时,铜离子得到电子的物质的量=0.05mol×2=0.1mol<0.3mol,所以电解混合溶液时,阴极上先析出铜后析出氢气,阳极上析出氧气,但得失电子的物质的量都是0.3mol,
设阴极上析出氢气的物质的量是y,阳极上析出氧气的物质的量是z,
则0.05mol×2+2y=4z=0.3mol,y=0.1mol,z=0.075mol,所以A池中共收集到的气体的物质的量是(0.1+0.075)mol=1.75mol,则气体体积=0.175mol×22.4L/mol=3.92L,
故答案为:3.92.