Question

（1）有A、B、C、D四種金屬，已知：只有D投入水中可與水劇烈反應；用B和C作電極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時，C為正極；A和C的離子共存于電解液中，以石墨為電極電解時陰極析出A．則這四種金屬的活動性由強到弱的順序是

 

（2）阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應為：2H₂+O₂═2H₂O，電解質(zhì)溶液為稀H₂SO₄溶液，電池放電時是將

 

 能轉(zhuǎn)化為

 

能．其電極反應式分別為：負極

 

，正極

 

．
（3）如圖為固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）的原理示意圖．
試寫出電極反應式：

 

正極，

 

負極；在導線中電子流動方向為

 

 （用“a→b”或“b→a”表示）．該電池最好選用下列哪種固態(tài)電解質(zhì)

 

．
A．ZrO（氧化鋯）     B．NaOH      C．Na₂SO₄．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,常見金屬的活動性順序及其應用

專題：

分析：（1）金屬越活潑，與水反應越劇烈；一般來說，作原電池負極的金屬活動性較強；在電解池中，陰極上氧化性較強的離子先放電，金屬離子的氧化性越強，對應的金屬單質(zhì)越不活潑，以此解答該題；
（2）根據(jù)反應2H₂+O₂=2H₂O可知，反應中氫氣失電子被氧化，應在負極上的反應，氧氣得電子被還原，應在正極上的反應，根據(jù)得失電子及反應類型寫出相應的電極反應式；
（3）負極失電子，正極得電子，電子由負極移向正極，氧化鋯有自由移動的O^2-．

解答： 解：（1）D投入水中可與水劇烈反應，說明D最活潑；
用B和C作電極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時，C為正極，說明金屬的活動性B＞C；
A和C的離子共存于電解液中，以石墨為電極電解時陰極析出A，說明金屬活動性C＞A；
則四種金屬的活動性由強到弱的順序是D＞B＞C＞A，
故答案為：DBCA；
（2）氫氧燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，該反應在酸性環(huán)境中，負極上氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，所以電極反應式為2H₂-4e^-═4H⁺
正極上氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
故答案為：化學能；電能；2H₂-4e^-═4H⁺；O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（3）負極失電子：CO+O^2--2e^-=CO₂，正極得電子：O₂+4e^-=2O^2-，電子由負極移向正極，在導線中電子由a←b，氧化鋯有自由移動的O^2-，可做電解質(zhì)，氧化鋯高溫下才發(fā)生電離，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；CO+O^2--2e^-=CO₂；b→a； A．

點評：本題考查原電池反應（反應原理、電極方程式的書寫、離子的移動方向）和有關(guān)化學方程式的計算，難度不大，注意電解質(zhì)的選擇方法．