Question

18．如圖所示，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡．小心地從燒杯中央滴入CuSO₄溶液．
（1）片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（指懸吊的金屬圈）D．
A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定       B．保持平衡狀態(tài)不變
C．鐵圈向下傾斜                  D．銀圈向下傾斜
（2）產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是鐵、銀、硫酸銅構(gòu)成原電池，鐵不斷失電子而減少，銀上不斷析出銅，質(zhì)量增加，所以銀圈逐漸向下傾斜
（3）銀圈上發(fā)生的反應(yīng)式Cu²⁺+2e^-=Cu
（4）據(jù)報(bào)道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇（CH₃OH）和氧氣以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鎳氫或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電．據(jù)此請(qǐng)回答以下問(wèn)題：甲醇是負(fù)極，電極反應(yīng)是CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O電池反應(yīng)的離子方程式是2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）鐵圈和銀圈連接浸入硫酸銅溶液中，該裝置構(gòu)成了原電池，鐵較活潑的金屬作負(fù)極，銀較不活潑的金屬作正極，根據(jù)正負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)判斷反應(yīng)現(xiàn)象；（2）鐵、銀、硫酸銅構(gòu)成原電池，鐵不斷失電子而減少，銀上不斷析出銅，質(zhì)量增加；
（3）銀圈是正極，電極上發(fā)生的反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）甲醇燃料電池放電時(shí)，C元素的化合價(jià)升高，所以甲醇所在電極為原電池的負(fù)極，O元素的化合價(jià)降低，所以通入氧氣的極為原電池的正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）依據(jù)金屬活動(dòng)順序可知鐵的活潑性強(qiáng)于銀，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡．小心地從燒杯中央滴入CuSO₄溶液后，該裝置構(gòu)成了原電池，鐵較活潑的金屬作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成鐵離子，質(zhì)量減小；銀較不活潑的金屬作正極，銅離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，在銀圈上析出，所以鐵圈向上傾斜，銀圈向下傾斜，
故選D；
（2）產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是：鐵、銀、硫酸銅構(gòu)成原電池，鐵不斷失電子而減少，銀上不斷析出銅，質(zhì)量增加，所以銀圈逐漸向下傾斜；
故答案為：鐵、銀、硫酸銅構(gòu)成原電池，鐵不斷失電子而減少，銀上不斷析出銅，質(zhì)量增加，所以銀圈逐漸向下傾斜；
（3）銀圈是正極，電極上發(fā)生的反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）CH₃OH和O₂在電池中，肯定是O₂氧化CH₃OH，CH₃OH是負(fù)極反應(yīng)物，O₂是正極反應(yīng)物．CH₃OH被氧化生成CO₂和H₂O，電解質(zhì)溶液中有強(qiáng)堿（OH^-），CO₂要轉(zhuǎn)化CO₃^2-，甲醇是負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O，CH₃OH被氧化生成CO₂和H₂O，電解質(zhì)溶液中有強(qiáng)堿（OH^-），則CO₂要轉(zhuǎn)化CO₃^2-，電池反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O，故答案為：負(fù)；CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解池工作的原理，明確鐵和銀的活潑性強(qiáng)弱順序，原電池工作的原理是解題的關(guān)鍵．