Question

【題目】原電池是化學對人類的一項重大貢獻。

(1)某興趣小組為研究電池原理，設計如圖A裝置。

A	B

①a和b不連接時，燒杯中發生反應的離子方程式是___________________。

②a和b用導線連接，Cu極為原電池________(填“正”或“負”)極，該電極反應式是____________________________。

③無論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕，若轉移了0.4 mol電子，則理論上Zn片質量減輕________ g。

(2)如圖B是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①電池的負極是________(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應式為________________。

②電池工作一段時間后電解質溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】Zn+2H+=H2↑+Zn 2+ 正極 2H++2e-=H2↑ 13.0 a CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O 減小

【解析】

(1)①a和b不連接時，該裝置不構成原電池，鋅和氫離子發生置換反應；

②a和b用導線連接，該裝置構成原電池，鋅失電子發生氧化反應而作負極，銅作正極，正極上氫離子得電子發生還原反應；

③根據鋅與轉移電子之間的關系式計算；

(2)①堿性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負極，通入氧氣的一極為原電池的正極，負極上是燃料發生失電子的氧化反應；

②根據燃料電池的總反應方程式判斷pH的變化。

(1)①a和b不連接時，該裝置不構成原電池，鋅和氫離子發生置換反應，離子反應方程式為：Zn+2H+=Zn2++H2↑；

②a和b用導線連接，該裝置構成原電池，銅作正極，正極上氫離子得電子發生還原反應，電極反應式為2H++2e-=H2↑；

③若轉移了0.4mol電子，Zn-2e-=Zn2+，鋅片減少的質量=×65g/mol=13.0g；

(2)①堿性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負極，該極上是燃料發生失電子的氧化反應，即CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O；

②在堿性溶液中，甲烷燃料電池的總反應式為CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，電池工作一段時間后，由于氫氧根離子被消耗，所以電解質溶液的pH會減小。