Question

（1）如圖所示，組成一種原電池．試回答下列問題(燈泡功率合適)：

①電解質溶液為稀H₂SO₄時上述裝置中燈泡亮，此時Al電極上發生反應的電極反應式為： ___         ；
②電解質溶液為NaOH溶液時，燈泡______(填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a題，填“不亮”做b題)。
a.若燈泡亮，則Mg電極上發生的電極反應式為：_______________               ；
Al電極上發生反應的電極反應式為：_______________                             ；
b.若燈泡不亮，其理由為：________________________                        。
（2）原電池原理的應用之一是可以設計原電池。請利用反應“Cu＋2Fe³⁺ ＝2Fe²⁺  +Cu²⁺ ”設制一個原電池（正極材料用碳棒）則該電池的負極材料是      ，若導線上轉移電子1.5 mol，則溶解銅的質量是          。另外的重要應用是實驗室在用鋅與稀硫酸反應制備氫氣時，可向溶液中滴加少量硫酸銅溶液。其作用是:                                                                        。
（3）氫氧燃料電池（電解質為KOH溶液，惰性材料作電極）負極反應的電極反應式為：
                                              。

Answer 1

(1)①2H⁺ + 2e- = H₂↑；
②亮  a. 6H₂O + 6e- = 6OH^- + 3H₂↑；2Al – 6e- + 8OH^- =2AlO₂^- + 4H₂O。
(2)Cu；48g；形成了Zn—Cu原電池，加快了化學反應的速率（注：必須強調形成Zn—Cu原電池，否則不得分）；（3）H₂ +2 OH^- - 2e^-=2H₂O

試題分析：結合裝置圖，當電解質溶液為稀H₂SO₄時上述裝置中燈泡亮，判斷Al片作正極，Mg片作負極，此時Al電極上發生反應的電極反應式：①2H⁺ + 2e- = H₂↑
②電解質溶液為NaOH溶液時，判斷Al片作負極，Mg片作正極，燈光亮，Mg電極上發生的電極反應式為
a.      6H₂O + 6e- = 6OH^- + 3H₂↑；Al電極上發生反應的電極反應式為：2Al – 6e- + 8OH^- =2AlO₂^- + 4H₂O。
（2）結合Cu＋2Fe³⁺ ＝2Fe²⁺  +Cu²⁺，可判斷電池的負極材料是Cu片，失去電子，發生氧化反應，Cu-2e^- ＝Cu²⁺ 若導線上轉移電子1.5 mol，則溶解銅的質量是,實驗室在用鋅與稀硫酸反應制備氫氣時，可向溶液中滴加少量硫酸銅溶液的作用是Cu²⁺+Zn＝Zn²⁺+Cu形成了Zn—Cu原電池，加快了化學反應的速率。
(3)氫氧燃料電池（電解質為KOH溶液，惰性材料作電極）負極反應的電極反應式為H₂ +2 OH^- - 2e^-=2H₂O
點評：原電池構造原理是高中化學的重點也是難點，燃料電池是新興的題型，考生要注意掌握原電池原理，把握本質，正確書寫電極反應方程式。