某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中的溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流表的指针发生了偏转.
请回答下列问题:
(1)甲池为 (填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),A电极的电极反应式为 .
(2)丙池中F电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池总反应的化学方程式为 .
(3)当乙池中C极质量减轻4.32g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况).
(4)一段时间后,断开电键K.下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是 (填字母).
A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3.
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池,通甲醇的A为负极、B为正极,电解质溶液为KOH溶液,则A电极反应方程式为:2CH3OH+16OH﹣﹣12e﹣═CO32﹣+12H2O,B电极反应式为:3O2+12e﹣+6H2O=12OH﹣;乙池为电解池,C为阳极电极反应为:Ag﹣e﹣=Ag+,D做阴极,电极反应为Cu2++2e﹣=Cu,乙池中C极质量减轻43.2,转移电子为0.4ol,故甲池消耗O2为0.1 mol体积为0.1 mol×22.4L/mol=2.24L=224mL;一段时间后,断开电键K,要使乙池恢复到反应前浓度需加入Cu;丙池中E为阳极,电极反应为:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,F电极为阴极,电极反应为:Cu2++2e﹣=Cu,故总反应方程式为:2CuSO4+2H2O═2H2SO4+2Cu+O2↑.
【解答】解:(1)由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池,通甲醇的A为负极、B为正极,电解质溶液为KOH溶液,则A电极反应方程式为:2CH3OH+16OH﹣﹣12e﹣═CO32﹣+12H2O,B电极反应式为:3O2+12e﹣+6H2O=12OH﹣,故答案为:原电池; CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O;
(2)丙池中E为阳极,电极反应为:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,F电极为阴极,电极反应为:Cu2++2e﹣=Cu,故总反应方程式为:2CuSO4+2H2O═2H2SO4+2Cu+O2↑,
故答案为:阴极;2CuSO4+2H2O═2H2SO4+2Cu+O2↑;
(3)乙池为电解池,C为阳极电极反应为:Ag﹣e﹣=Ag+,D做阴极,电极反应为Cu2++2e﹣=Cu,乙池中C极质量减轻43.2,转移电子为0.4ol,故甲池消耗O2为0.1 mol体积为0.1 mol×22.4L/mol=2.24L=224mL,
故答案为:224mL;
(4)一段时间后,断开电键K,要使乙池恢复到反应前浓度需加入Cu,铜与银离子反应生成铜离子和银,故答案为:A.
【点评】本题考查了燃料电池和电解池的相关知识,注意电极反应式书写,题目难度中等.