Question

【題目】將質(zhì)量相等的鐵片和銅片用導(dǎo)線相連浸入500 mL硫酸銅溶液中構(gòu)成如圖的裝置：

（以下均假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積不變）。

（1）鐵片上的電極反應(yīng)式為______________，

（2）銅片周圍溶液會出現(xiàn)___________的現(xiàn)象。

（3）若2 min后測得鐵片和銅片之間的質(zhì)量差為3.6 g，計算：導(dǎo)線中流過的電子的物質(zhì)的量為__________mol；

（4）人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要。燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，科學(xué)家用乙烷C2H6作為燃料，氧氣作助燃劑，鉑作電極，稀硫酸溶液為電解質(zhì)溶液。制作了一個燃料電池，提高了乙烷的利用效率乙烷燃料電池的正極電極反應(yīng)式：_____________。負極電極反應(yīng)式：_________電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的PH_____________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】Fe-2e-=Fe2+ 溶液顏色變淺 0.06 7O2+28e-+28H+=14H2O 2C2H6-28e-+8H2O=4CO2+28H+ 增大

【解析】

（1）鐵比銅活潑，為原電池的負極，鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，

（2）銅為正極，溶液中的銅離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；

（3）負極上鐵溶解，正極上析出銅，鐵片和銅片相差的質(zhì)量為溶解鐵和析出銅的質(zhì)量之和，溶解鐵的物質(zhì)的量和析出銅的物質(zhì)的量相等，根據(jù)金屬和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算；

（3）乙烷燃料電池中氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，乙烷在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，總反應(yīng)即是乙烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，根據(jù)燃料電池的總反應(yīng)方程式判斷溶液PH的變化。

(1) 鐵比銅活潑，為原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Fe2e=Fe2+，

故答案為：Fe2e=Fe2+；

（2）銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為Cu2++2e=Cu，則銅片周圍溶液會出現(xiàn)溶液顏色變淺的現(xiàn)象，

故答案為：溶液顏色變淺；

(3)設(shè)轉(zhuǎn)移xmol電子,則消耗0.5xmolFe,析出0.5xmolCu,則有0.5x×(64+56)=3.6，x=0.06，

故答案為：0.06；

(4)乙烷燃料電池的正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，并考慮得失電子總數(shù)相等，所以硫酸作電解質(zhì)時正極電極反應(yīng)為：7O2+28e-+28H+=14H2O ，負極乙烷發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為： 2C2H6-28e-+8H2O=4CO2+28H+ ，總反應(yīng)即是乙烷與氧氣反應(yīng)生成水,其反應(yīng)的總方程式為：2C2H6+7O2=6H2O+4CO2，由于生成水溶液體積增大，硫酸濃度減小，PH增大，

故答案為：7O2+28e-+28H+=14H2O ；. 2C2H6-28e-+8H2O=4CO2+28H+ ； 增大。