Question

【題目】按要求填空。

（1）利用鉛蓄電池電解氯化鈉溶液，其在充電時陽極反應(yīng)為____，放電生成的固體會附聚在電極表面，工作過程中若正極質(zhì)量增重96g時，理論上電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____。

（2）CO與H2一定條件下反應(yīng)生成甲醇（CH3OH），甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，該電池負(fù)極反應(yīng)式為_______。

（3）某實驗小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。

①如圖1為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)_____設(shè)計的原電池裝置

②其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖2所示。

在甲裝置中銅電極反應(yīng)為_______________；乙裝置中石墨(1)為________極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”)，乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為_________________.

③某課題組利用圖3所示裝置，探究NO2和O2化合生成N2O5形成原電池的過程，該電池的正極反應(yīng)式應(yīng)為___________。

Answer 1

【答案】 PbSO4－2e－+2H2O =PbO2 +SO42-+4H+ 3NA CH3OH6e-+ H2O=CO2+6H+ Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu O2＋2H2O＋4e－=4OH- 陰 2Cl-－2e－=Cl2↑ O2+2N2O5+4e-=4NO3-

【解析】（1）鉛蓄電池的正極反應(yīng)為PbO2 +SO42-+4H+ + 2e－＝ PbSO4+2H2O，將其倒過來就是充電的陽極反應(yīng)：PbSO4－2e－+2H2O =PbO2 +SO42-+4H+。正極反應(yīng)為PbO2 +SO42-+4H+ + 2e－＝ PbSO4+2H2O，得到：每反應(yīng)1molPbO2，轉(zhuǎn)移2mol e－，得到1molPbSO4，即質(zhì)量增加64g（1molPbSO4質(zhì)量減去1mol PbO2的質(zhì)量）。由上得到：每轉(zhuǎn)移2mol e－正電極質(zhì)量增加64g，現(xiàn)在質(zhì)量增加96g，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA。

（2）甲醇燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，總反應(yīng)相當(dāng)于是甲醇燃燒，即：CH3OH+3/2O2=CO2+2H2O，正極一定是氧氣得電子：O2+4e-+ 4H+=2H2O，總反應(yīng)減去正極反應(yīng)（注意將正極擴(kuò)大3/2倍，以除去氧氣）得到負(fù)極反應(yīng)CH3OH6e-+ H2O=CO2+6H+。

（3）①該原電池的總反應(yīng)是單質(zhì)鐵（負(fù)極）與硫酸銅溶液（正極）的置換反應(yīng)，即：Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu。

②圖2中，甲為原電池對乙的電解池進(jìn)行電解。甲中鐵為負(fù)極，銅為正極，總反應(yīng)為鐵的吸氧腐蝕。所以銅電極的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。石墨（1）連在原電池負(fù)極（鐵）上，所以是電解的陰極。乙裝置中與銅絲相連石墨電極為電解的陽極，陽極反應(yīng)選擇溶液中的氯離子失電子，所以為2Cl-－2e－=Cl2↑。

③明顯通氧氣的為正極，正極反應(yīng)為氧氣得電子。因為電解質(zhì)是熔融的硝酸鈉，所以氧氣得電子只能生成硝酸根離子（應(yīng)該生成電解質(zhì)中存在的離子）。根據(jù)圖示，正極還要通入Y物質(zhì)，而Y是負(fù)極的生成物，考慮到這個原電池的目的是：探究NO2和O2化合生成N2O5形成原電池的過程，所以Y只能是N2O5，所以正極一定是氧氣和N2O5得電子生成硝酸根離子，即：O2+2N2O5+4e-=4NO3-。