Question

（1）下列裝置能組成原電池的是

I、III、IV

．（填序號）

（2）對于鋅-銅-稀硫酸組成的原電池裝置，當(dāng)導(dǎo)線中有1mol電子通過時，鋅片溶解了

32.5

g，銅片上析出

11.2

升 H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑

．
（3）如右圖所示裝置，若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為

鋁

，總反應(yīng)方程為

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

．該裝置將

化學(xué)能

能轉(zhuǎn)化為

電

能．
（4）利用反應(yīng)：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺設(shè)計一個化學(xué)電池（電極材料和電解液自選），畫出實驗裝置圖，注明電解質(zhì)溶液名稱和正負(fù)極材料．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)原電池的構(gòu)成條件分析，原電池的構(gòu)成條件是：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質(zhì)溶液中，③兩電極間構(gòu)成閉合回路，④能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)．
（2）銅鋅原電池中，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)鋅、氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算；
（3）該裝置能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)，所以構(gòu)成原電池，在該溶液中鋁易失電子而作負(fù)極，則鎂作正極；
（4）在Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺反應(yīng)中，F(xiàn)e被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，電解反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺得電子被還原，應(yīng)為原電池正極反應(yīng)，正極材料為活潑性比Fe的金屬或非金屬材料，電解質(zhì)溶液為含F(xiàn)e³⁺離子的溶液，如FeCl₃．

解答：解：（1）II中不能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)，所以不能構(gòu)成原電池；
V中不能構(gòu)成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，則Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ符合原電池構(gòu)成條件，所以能形成原電池，故選I、III、IV；
（2）該原電池中，鋅作負(fù)極，銅作正極，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以電池反應(yīng)式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得，鋅減少的質(zhì)量=

1mol

2

×65g/mol=32.5g，生成氫氣的體積=

1mol

2

×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：32.5g，11.2L，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（3）該裝置符合原電池的構(gòu)成條件，所以是原電池，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，鋁在堿性溶液中比鎂易失電子，所以鋁作負(fù)極，負(fù)極上鋁失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成偏鋁酸根離子，正極上水得電子生成氫氣，所以電池反應(yīng)式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：Al，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，化學(xué)能、電能；
（4）在Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺反應(yīng)中，F(xiàn)e被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，電解反應(yīng)為：Fe-2e^-=Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺得電子被還原，應(yīng)為原電池正極反應(yīng)，正極材料為活潑性比Fe的金屬或非金屬材料如碳棒，電解質(zhì)溶液為含F(xiàn)e³⁺離子的溶液，如FeCl₃，
，
故答案為：．

點評：本題考查了原電池原理，難點是原電池的設(shè)計，這也是考試熱點，根據(jù)電池反應(yīng)式判斷負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液，易錯點是（3）題，注意不能根據(jù)電極材料的活潑性確定正負(fù)極，為易錯點．