一、解答题1．(I)根据下列电化学装置，回答下列问题:(1)通入4CH电极名称________，电极反应式为________。乙池中B电极增重2.16g，甲池中理论上消耗4CH__________mL(标准状况下)。(2)若丙池中是足量的NaCl溶液，反应的离子方程式是_____________。D电极产物是________，(填化学式)(3)若丙池中是一定量的4CuSO溶液2L，工作一段时间后，再加入9.8gCu(OH)2即可恢复原浓度，则原溶液物质的量浓度为________mol·L−1，消耗H2O的质量为________g(溶液体积不变)。(II).微生物燃料电池是废水处理中实现碳氮联合转化为为2CO和2N，如图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。请回答:(1)电极1名称______极，电极2发生的反应方程式为____________。(2)在好氧微生物反应器中发生的反应方程式______________。(3)若反应消耗O2标准状况下4.48L，理论上生成2N物质的量为______mol答案：负--2-432CH+10OH-8e=CO+7HO56Cl-+2H2O电解H2↑+2OH-+Cl2↑H2、NaOH0.053.6负+3222NO10e12HN6HO+-+4232NH+2O=NO+2H+HO0.036解析：(I)由装置图可知，甲池为甲烷燃料电池，属于原电池，通入甲烷的电极为负极，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为：CH4-8e-+10OH-=2-3CO+7H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-；乙、丙均为电解池，乙池中A与电源正极相连，则A为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，丙池中D与电源负极相连，D为阴极，C为阳极；(II)图示分析可知：酸性介质中，微生物燃料电池中氢离子移向2极，说明2原电池的正极，1原电池的负极，-3NO离子在正极得到电子生成氮气、发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，+4NH在好氧微生物反应器中转化为-3NO，据此分析解答。【详解】(I)(1)根据分析，通入4CH电极名称为负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=2-3CO+7H2O；乙池中B电极电极反应为：Ag++e-=Ag，增重2.16g，即B电极上增加的Ag的物质的量为2.16g108g/mol=0.02mol，根据电极反应可知转移0.02mol电子，则甲池中理论上消耗n(CH4)=0.028mol，标况下的体积为0.028molｘ22.4L/mol=0.056L=56mL；(2)若丙池中是足量的NaCl溶液，为电解氯化钠溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠，反应的离子方程式是Cl-+2H2O电解H2↑+2OH-+Cl2↑；D为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电极产物是H2、NaOH；(3)若丙池中是一定量的4CuSO溶液2L，阴极:2Cu2++4e-=2Cu阳极:2H2O-4e-=4H++O2↑，电池总反应为：2CuSO4+2H2O电解2Cu↓+O2↑+2H2SO4，离开反应体系的相当于是CuO，工作一段时间后，再加入9.8gCu(OH)2即可恢复原浓度，加入的Cu(OH)2的物质的量为9.8g98g/mol=0.1mol，Cu(OH)2相当于CuO·H2O，说明原溶液中0.1molCuSO4溶质电解完后，生成的H2SO4溶液发生了电解，即有0.1molH2O发生了电解，转移的电子总数为0.2mol，当转移0.2mol电子时，根据Cu2++2e-=Cu得知铜离子的物质的量为0.1mol，则原溶液CuSO4物质的量浓度为0.1mol2L=0.05mol·L−1，该电解过程中，铜离子全部电解时消耗了0.1molH2O，生成的硫酸继续电解时又消耗0.1molH2O，共消耗0.2molH2O，则整个电解过程中消耗H2O的质量为0.2mol×18g/mol=3.6g；(II)(1)根据分析，电极1名称负极，-3NO离子在正极得到电子生成氮气、发生还原反应，电极2发生的电极反应为--+3222NO+10e+12H=N+6HO；(2)在好氧微生物反应器中+4NH在好氧微生物反应器中转化为-3NO，结合电子守恒、电荷守恒，发生的反应方程式+-+4232NH+2O=NO+2H+HO；(3)电极1发生的电极反应为：CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+，电极2发生的电极反应为--+3222NO+10e+12H=N+6HO，好氧微生物反应器中反应方程式+-+4232NH+2O=NO+2H+HO，则整个转化总反应为：4CH3COONH4+11O2=8CO2+2N2↑+14H2O，若反应消耗O2标准状况下4.48L，即消耗4.48L22.4L/mol=0.2molO2，理论上生成2N物质的量为20.211mol≈0.036mol。【点睛】本题的易错点为(I)(3)中消耗水的质量计算，解答时易忽略，电解CuSO4过程中，电解产物H2SO4也发生了电解，电解两种物质的溶液时都会电解水，消耗水的总量为两...
