Question

【題目】如圖為原電池裝置示意圖：

(1)將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個(gè)原電池中，負(fù)極分別為______。

A．鋁片、銅片 B．銅片、鋁片 C．鋁片、鋁片 D．銅片、銅片

寫出插入燒堿溶液中形成原電池的負(fù)極反應(yīng)式_________。

(2)若A為Pb，B為PbO2，電解質(zhì)為硫酸溶液，寫出B電極反應(yīng)式：_________；該電池在工作時(shí)，A電極的質(zhì)量將______（填“增重”或“減輕”或“不變”）。若消耗0.1moLH2SO4時(shí)，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為______。

(3)若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為KOH溶液，分別從A、B兩極通入H2和O2，該電池即為氫氧燃燒電池，寫出A電極反應(yīng)式：_________；該電池在工作一段時(shí)間后，溶液的堿性將______（填“增強(qiáng)”或“減弱”或“不變”）。

(4)若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為硫酸溶液，分別從A、B兩極通入CH4和O2，該電池即為甲烷燃燒電池，寫出A電極反應(yīng)式：_________；電池工作時(shí)陰離子定向移動(dòng)到______極（填“正”或“負(fù)”）。

(5)鐵、銅、鋁是生活中使用廣泛的金屬，FeCl3溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，其反應(yīng)過程的離子方程式為_________，若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則負(fù)極所用電極材料為______，正極反應(yīng)式為_________。

Answer 1

【答案】B Al+4OH--3e-=+2H2O PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O 增重 0.1NA H2+2OH--2e-=2H2O 減弱 CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+ 負(fù) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu 2Fe3++2e-=2Fe2+

【解析】

兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極，用導(dǎo)線連接，與電解質(zhì)溶液接觸，并且至少有一個(gè)電極材料能與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)(燃料電池除外)，才可形成原電池。若兩個(gè)電極材料都能與電解質(zhì)發(fā)生持續(xù)的氧化還原反應(yīng)，則相對(duì)活潑的電極為負(fù)極，若只有一個(gè)電極材料能與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則此電極為負(fù)極。

(1)插入濃硝酸中的一組，由于鋁片會(huì)發(fā)生鈍化，與濃硝酸的反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行，而銅片能與濃硝酸在常溫下持續(xù)反應(yīng)，所以銅片為負(fù)極；插入燒堿溶液中的一組，只有鋁片能與燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)，所以鋁片為負(fù)極，因此，在這兩個(gè)原電池中，負(fù)極分別為銅片、鋁片，故選B。插入燒堿溶液中，形成原電池的負(fù)極為鋁片，失電子產(chǎn)物與OH-發(fā)生反應(yīng)，最終生成和水，電極反應(yīng)式為Al+4OH--3e-=+2H2O。答案為：B；Al+4OH--3e-=+2H2O；

(2)若A為Pb，B為PbO2，電解質(zhì)為硫酸溶液，則Pb為負(fù)極，PbO2為正極，B電極中，PbO2得電子產(chǎn)物與、H+反應(yīng)生成PbSO4和H2O，電極反應(yīng)式為：PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O；該電池在工作時(shí)，A電極中的Pb失電子產(chǎn)物與反應(yīng)生成PbSO4，A極質(zhì)量將增重；總反應(yīng)式為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，若消耗0.1moLH2SO4時(shí)，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.1NA。答案為：增重；0.1NA；

(3)若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為KOH溶液，分別從A、B兩極通入H2和O2，該電池即為氫氧燃燒電池，A電極為負(fù)極，B電極為正極，在A電極，H2失電子產(chǎn)物與OH-反應(yīng)生成H2O，電極反應(yīng)式為：H2+2OH--2e-=2H2O；B電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-，總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O，該電池在工作一段時(shí)間后，雖然n(OH-)不變，但溶液體積增大，c(OH-)減小，所以溶液的堿性將減弱。答案為：H2+2OH--2e-=2H2O；減弱；

(4)若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為硫酸溶液，分別從A、B兩極通入CH4和O2，該電池即為甲烷燃料電池，A電極為負(fù)極，CH4失電子產(chǎn)物與水反應(yīng)生成CO2和H+，A電極反應(yīng)式為：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；電池工作時(shí)陰離子定向移動(dòng)負(fù)極。答案為：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；負(fù)；

(5)FeCl3溶液常用于腐蝕印刷電路銅板時(shí)，Fe3+與Cu發(fā)生反應(yīng)生成Fe2+和Cu2+，其反應(yīng)過程的離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，負(fù)極失電子，則所用電極材料為Cu，正極Fe3+得電子生成Fe2+，電極反應(yīng)式為2Fe3++2e-=2Fe2+。答案為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Cu；2Fe3++2e-=2Fe2+。