Question

迄今為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用的主要的能源。
I．請仔細觀察下列兩種電池的構造示意圖，完成下列問題:
 
（1）堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池（干電池）性能好，放電電流大。試從影響反應速率的因素分析其原因是     。
（2）堿性鋅錳電池的總反應式：Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，則負極的電極反應式為             。
Ⅱ．下面是一個將化學能與電能相互轉化的裝置。回答下列問題:

（1）寫出通入O₂一極的電極反應方程式為                                    。
（2）a電極是   極，能否寫出其電極反應方程式   （填“能”或“不能”），若“能”寫出其電極反應方程式，若“不能”說明其理由                                   。
（3）下列說法不正確的是（   ）

A．此裝置用于電鍍銅時，電解一段時間，硫酸銅溶液的濃度不變

B．U型管中，OH—在a極放電

C．若a為純凈金屬，b為粗制金屬，該裝置可用于粗制金屬的精煉

D．電子經導線流入b電極

Ⅲ．某同學運用所學知識，自選材料設計實驗，實現了在通常條件下不能發生的反應：Cu+H₂SO₄(稀)=CuSO₄+H₂↑。請在下面框中畫出能夠實驗這一反應的裝置圖，并在圖中進行必要的標注。

Answer 1

I．（1）堿性鋅錳電池用鋅粉替代了原鋅錳電池的鋅殼，增大了反應物的接觸面積，加快了反應速率，故放電電流大（2分）   
（2）Zn+2OHˉ—2eˉ=Zn(OH)₂（2分）
Ⅱ．（1）O₂+4e^—+4H⁺=2H₂O（2分）   
（2）陽（1分） 不能（1分），因為a電極的電極材料不確定，所以不能寫出其電極反應方程式（2分）
（3）BC（2分）
Ⅲ．（2分。圖正確1分，標注1分）

試題分析：I．（1）堿性鋅錳電池用鋅粉替代了原鋅錳電池的鋅殼，增大了反應物的接觸面積，加快了反應速率，故放電電流大；（2）由電池工作環境、電子、電荷、原子守恒可知，正極反應式為2MnO₂+2H₂O+2eˉ=2MnOOH+2OHˉ，負極反應式為Zn+2OHˉ—2eˉ=Zn(OH)₂；II．（1）由酸性條件、電子、電荷、原子守恒可知，正極反應式為O₂+4e^—+4H⁺=2H₂O，負極反應式為2H₂+4e^—=4H⁺；（2）與燃料電池的正極相連，則a是電解池的陽極；由于不能確定陽極材料是否是惰性電極，因此不能寫出陽極反應式；（3）A、電鍍銅時，陽極反應式為Cu—2e^—=Cu²⁺，陰極反應式為Cu²⁺+2^—=Cu，電鍍液中Cu²⁺不變，正確；B、a是惰性電極時，OH^—在a極上放電，若a是Cu等活性電極時，OH^—不能在a極上放電，錯誤；C、粗制金屬的電解精煉時，純金屬作陰極，粗制金屬作陽極，錯誤；D、外電路中，電子從負極流出，經過導線流入陰極，正確；III．畫圖要點：銅與稀硫酸不能自發地反應，因此只能設計為電解池；銅元素由0價升高為+2價，發生氧化反應，則Cu一定是陽極，與直流電源的正極相連；可用石墨等導體作陰極，稀硫酸作電解液，H⁺移向陰極，并在陰極上發生還原反應，生成氫氣。