Question

11．如圖所示為原電池裝置示意圖．
（1）若A為Zn，B為石墨棒，電解質溶液為稀硫酸，則A電極為負極（填“正”或“負”），寫出正極的電極反應式2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）若A為Cu，B為Fe，電解質溶液為CuCl₂溶液，則Cu片作為正極（填“正”或“負”），寫出正極的電極反應式Cu²⁺+2e^-=Cu，若導線上有1mol電子通過時，理論上會消耗鐵片28g．
（3）若A為Fe，B為石墨棒，電解質溶液為氯化鈉溶液，用一根玻璃導管不斷向溶液中鼓入空氣，在電流從B流向A（填字母A或B），寫出正極的電極反應式：O₂+H₂O+4e^-=4OH^-．
（4）若A、B均為金屬鉑（pt）片，電解質溶液為稀硫酸，分別從A、B兩極通入H₂和O₂ ，該電池即為燃料電池，通入O₂的一極為該電池的正極（填“正”或“負”），寫出正極的電極反應式O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
（5）若A為Mg，B為Al，電解質溶液為NaOH溶液，則A電極為正極（填“正”或“負”），寫出負極電極反應式2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O，若將NaOH溶液換成稀硫酸，則此時A電極為負極（填“正”或“負”），電池總反應的離子方程式為Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；
（6）若AB均為金屬鉑（Pt）片，電解質溶液為KOH溶液，分別從AB兩極通入CH₄和O₂ ，該電池即為甲烷燃料電池，通入CH₄的一極為該電池的負極（填“正”或“負”），寫出該電極的電極反應式CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，電池總反應的離子方程式為CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）該原電池中，電解質溶液為稀硫酸時，鋅易失電子作負極、Cu為正極，正極上氫離子放電生成氫氣；
（2）鐵比銅活潑，鐵為負極，銅為正極；
（3）若A為Fe，B為石墨棒，電解質溶液為氯化鈉溶液，用一根玻璃導管不斷向溶液中鼓入空氣，發(fā)生吸氧腐蝕，鐵為負極，石墨為正極；
（4）若A、B均為金屬鉑（pt）片，電解質溶液為稀硫酸，分別從A、B兩極通入H₂和O₂ ，該電池即為燃料電池，氧氣為正極，氫氣的為負極；
（5）若A為Mg，B為Al，電解質溶液為NaOH溶液，鋁為負極，鎂為正極；若將NaOH溶液換成稀硫酸，鎂為負極；
（6）若AB均為金屬鉑（Pt）片，電解質溶液為KOH溶液，分別從AB兩極通入CH₄和O₂ ，該電池即為甲烷燃料電池，通入CH₄的一極為負極，被氧化．

解答 解：（1）該原電池中，電解質溶液為稀硫酸時，鋅易失電子作負極、Cu為正極，正極上氫離子放電生成氫氣，電極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：負；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）鐵比銅活潑，鐵為負極，銅為正極，正極的電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，負極為Fe-2e^-=Fe²⁺，若導線上有1mol電子通過時，理論上會消耗鐵片0.5mol，質量為0.5mol×56g/mol=28g，
故答案為：正；Cu²⁺+2e^-=Cu；28g；
（3）若A為Fe，B為石墨棒，電解質溶液為氯化鈉溶液，用一根玻璃導管不斷向溶液中鼓入空氣，發(fā)生吸氧腐蝕，鐵為負極，石墨為正極，電流由石墨經導線流向鐵極，正極發(fā)生還原反應，電極方程式為O₂+H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：B；A；O₂+H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）若A、B均為金屬鉑（pt）片，電解質溶液為稀硫酸，分別從A、B兩極通入H₂和O₂ ，該電池即為燃料電池，氧氣為正極，氫氣的為負極，正極反應為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案為：正；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（5）若A為Mg，B為Al，電解質溶液為NaOH溶液，鋁為負極，鎂為正極，負極電極方程式為2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O，若將NaOH溶液換成稀硫酸，鎂為負極，電池總反應的離子方程式為Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，故答案為：正；2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O；負；Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；
（6）若AB均為金屬鉑（Pt）片，電解質溶液為KOH溶液，分別從AB兩極通入CH₄和O₂ ，該電池即為甲烷燃料電池，通入CH₄的一極為負極，被氧化，電極方程式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，電池總反應的離子方程式為CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，故答案為：負；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O．

點評 本題綜合考查了原電池原理，為高頻考點，明確原電池正負極的判斷方法是解本題關鍵，原電池原理是高中化學的重點也是難點，要注意掌握原電池原理，把握本質，正確書寫電極反應方程式，題目難度中等．