Question

如圖所示裝置組成一種原電池．試回答下列問題：
（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象為

 

，兩極反應式為：正極

 

；負極

 

．該裝置將

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能．
（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為

 

，總反應方程為

 

（3）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(zhuǎn)移電子1.5mol，則溶解銅的質(zhì)量是

 

g．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：

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）金屬鎂和鋁為電極材料，電解質(zhì)溶液為稀H₂SO₄時，可形成原電池，金屬鎂較鋁活潑，做原電池的負極，鋁做原電池的正極；
（2）金屬鎂和鋁為電極材料，電解質(zhì)溶液為稀NaOH時，由于金屬鋁能與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉溶液和氫氣，所以鋁為負極，鎂為正極，總反應為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）根據(jù)電池反應式知，Cu易失電子作負極、石墨作正極，電解質(zhì)為可溶性的鐵鹽，負極上Cu失電子發(fā)生氧化反應，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應，根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子之間的關系式計算，作原電池負極的金屬加速被腐蝕．

解答： 解：（1）金屬鎂和鋁為電極材料，電解質(zhì)溶液為稀H₂SO₄時，可形成原電池，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽�金屬鎂較鋁活潑，做原電池的負極，鋁做原電池的正極，負極反應為Mg-2e^-=Mg²⁺，正極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，觀察到的現(xiàn)象為鎂逐漸溶解，鋁上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
故答案為：鎂逐漸溶解，鋁上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；2H⁺+2e^-=H₂↑；Mg-2e^-=Mg²⁺；化學；電；
（2）金屬鎂和鋁為電極材料，電解質(zhì)溶液為稀NaOH時，由于金屬鋁能與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉溶液和氫氣，所以鋁為負極，鎂為正極，負極反應為2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O，正極反應為6H₂O+6e^-=3H₂+6OH^-，總反應為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：鋁；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）根據(jù)電池反應式知，Cu元素化合價由0價變?yōu)?2價、Fe元素化合價由+3價變?yōu)?2價，所以Cu作負極、石墨作正極，電解質(zhì)為可溶性的鐵鹽，負極上Cu失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu-2e-=Cu²⁺，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
根據(jù)Cu-2e-=Cu²⁺知，導線上轉(zhuǎn)移電子1.5mol，則溶解m（Cu）=

1.5mol

2

=48g，
Zn和銅離子發(fā)生置換反應生成Cu，Zn、Cu和硫酸構(gòu)成原電池，Zn易失電子作負極、Cu作正極，從而加速Zn的腐蝕，
故答案為：Cu；48；形成了Zn-Cu原電池，加快了化學反應的速率．

點評：本題考查了原電池原理，明確原電池正負極的判斷方法是解本題關鍵，知道原電池設計方法，注意：不能根據(jù)金屬的活潑性強弱判斷正負極，要根據(jù)失電子難易程度判斷正負極，為易錯點．