Question

【題目】電池是人類生產和生活中重要的能量來源，電池的發明是化學對人類的一項重大貢獻。

(1)依據 NaOH與HCl的反應原理設計原電池，你認為是否可行？________填“是”或“否”），理由是_______________________________________________________________。

(2)理論上講，任何自發的氧化還原反應都可以設計成原電池。請利用反應“Fe＋Cu 2+ ＝Cu+Fe2+ ”設計一個化學電池（正極材料用碳棒），回答下列問題：

①電池的負極材料是__________，發生_____________反應（填“氧化”或“還原”），電解質溶液是_____________；

②正極上出現的現象是____________________________________________；

③若導線上轉移電子1 mol，則生成銅___________克。

(3)設計一個實驗方案，使如圖裝置中的鐵棒上析出銅，而鐵不溶解（作圖表示）。

____________

Answer 1

【答案】否 NaOH與HCl的反應不是氧化還原反應 Fe 氧化 CuSO4溶液 碳棒上出現紅色物質 32

【解析】

本題考查的是原電池的工作原理。

（1）構成原電池的條件之一為自發的氧化還原反應；

（2）①根據方程式可知失電子的物質作負極；電解質是反應物中可溶性的、得電子的物質；

②得電子的物質在正極上反應，根據電極反應式寫出反應現象；

③根據電極反應式，找出電子與銅單質之間的關系，進行計算；

（3）根據信息判斷正負極，負極溶解，正極有物質析出質量增加，進而設計另一極材料。據此解答。

（1）NaOH與HCl的反應不能設計成原電池，NaOH與HCl的反應不是氧化還原反應。本小題答案為：否；NaOH與HCl的反應不是氧化還原反應。

（2）①原電池中化合價升高失電子發生氧化反應的物質作負極，根據方程式可知，鐵作負極，比鐵活潑性小的金屬或導電的非金屬作正極；電解質是反應物中可溶性的、得電子的物質，所以電解質是可溶性的銅鹽，可用硫酸銅作電解質。本小題答案為：Fe；氧化；CuSO4溶液。

②正極上發生得電子的還原反應，電極反應式為Cu2++2e-=Cu，有紅色物質析出。本小題答案為：碳棒上出現紅色物質。

③根據上述分析，正極電極反應式為Cu2++2e-=Cu，電子與銅單質的物質的量比為2:1，若導線上轉移電子1 mol，則生成銅為0.5mol，銅的質量為0.5mol×64g/mol=32g。本小題答案為：32。

（3）如圖所示，若使鐵棒上析出銅，而鐵不溶解，則鐵棒為正極，則另一極為負極，活動性比鐵強，可以為鋅，如圖。本小題答案為：。