Question

（7分）理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。

（1）將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度同體積的稀硫酸中一段時(shí)間，則甲、乙兩種裝置中屬于原電池的是   ，甲裝置中銅片上的現(xiàn)象是                                  。

（2）利用反應(yīng)“ Fe ＋ 2 Fe³⁺ ＝3 Fe²⁺ ”可以設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電池，若正極材料用石墨碳棒，則該電池的負(fù)極材料是          ，電解質(zhì)溶液是                   。

（3）據(jù)報(bào)道，最近摩托羅拉公司研制了一種由CH₃OH和O₂以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鎳氫電池或鋰電池的10倍。已知該電池的總反應(yīng)為：2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－=2CO₃^2-＋6H₂O，則該燃料電池的正極上的電極反應(yīng)式為                       ，當(dāng)外電路通過1.2mole^－時(shí)，理論上消耗CH₃OH        g。

 

Answer 1

（1）甲(1分)     銅片表面產(chǎn)生無色氣泡(1分)

（2）鐵片(1分)   FeCl₃溶液等(1分)

（3）O₂ +4e^- +2H₂O =4OH^-(2分)    6.4g (1分)

解析:（1）比較甲圖、乙圖：

相同點(diǎn)：都發(fā)生了同一個(gè)反應(yīng)，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑

不同點(diǎn)：甲構(gòu)成原電池，乙中銅片無變化；

甲圖：（-）鋅片：Zn-2e^-=Zn²⁺  （+）銅片：2H⁺+2e^-=H₂↑

所以銅片上的現(xiàn)象是：產(chǎn)生無色氣泡；

（2）分析氧化還原反應(yīng)“ Fe ＋ 2 Fe³⁺ ＝3 Fe²⁺ ”：?jiǎn)钨|(zhì)鐵由0價(jià)升高到+2價(jià)，被氧化，失電子，故為負(fù)極反應(yīng)；Fe³⁺中鐵由+3價(jià)降低到+2價(jià)，被還原，得電子，故為正極反應(yīng)；所以該電池的負(fù)極材料是鐵片，溶液提供Fe³⁺，則溶液可以是氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵等溶液；

（3）分析總反應(yīng)中的得失電子情況，得：是氧氣中0價(jià)氧得電子變?yōu)?2價(jià)，又是用強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液，則正極反應(yīng)式為：O₂ +4e^- +2H₂O =4OH^-；

2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－=2CO₃^2-＋6H₂O —— 12e^-

    64g                                12mol

m(CH₃OH)                           1.2mol

所以，m(CH₃OH)=6.4g