Question

【題目】化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。

(1)下圖為氫氧燃料電池的構造示意圖，由此判斷X極為電池的_____極，OH—向______(填“正”或“負”)極作定向移動，Y極的電極反應方程式為________，電路中每轉移0.2mol電子，標準狀況下正極上消耗氣體的體積是_______ L。

(2)為了驗證Fe3 +與Cu2+氧化性強弱，設計一個裝置，下列裝置既能產生電流又能達到實驗目的的是__________。

(3)鉛蓄電池是常見的化學電源之一，其充電、放電的總反應是：2PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4。鉛蓄電池放電時正極是______（填物質化學式），該電極質量_____（填“增加”或“減少）。若電解液體積為2L（反應過程溶液體積變化忽略不計），放電過程中外電路中轉移3mol電子，則硫酸濃度由5mol/L下降到________mol/L。

Answer 1

【答案】 負 負 O2＋2H2O+4e－=4OH－ 1.12L B PbO2 增加 3.5

【解析】(1)氫氣作還原劑，失電子，是負極,X極為電池的負極，OH—向負極作定向移動，O2得電子，Y極的電極反應方程式為O2＋2H2O+4e－=4OH－，電路中每轉移0.2mol電子，標準狀況下正極上消耗氣體的體積是0.2mol×22.4L·mol－1/4 =1.12L。(2)為了驗證Fe3 +與Cu2+氧化性強弱，既能產生電流又能達到實驗目的的是B。A、鋅與Fe3 +反應，故A錯誤；B、Fe3 +與Cu反應，能驗證Fe3 +與Cu2+氧化性強弱，故B正確；C、鐵與濃硝酸反應，故C錯誤；D、兩電極相同，不能形成原電池，故D錯誤；故選B。(3)PbO2是氧化劑，鉛蓄電池放電時正極是PbO2（填物質化學式），放電后變成PbSO4，該電極質量增加。若電解液體積為2L（反應過程溶液體積變化忽略不計），2PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4。每轉移2mol電子，消耗2mol硫酸，放電過程中外電路中轉移3mol電子，消耗3mol硫酸，則硫酸濃度由5mol/L下降到 =3.5mol/L。