Question

【題目】為了探究原電池的工作原理，某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖所示：

甲 乙 丙

丁 戊

回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)原電池原理填寫下表：

裝置序號(hào)	正極	負(fù)極反應(yīng)式	陽(yáng)離子移動(dòng)方向
甲
乙
丙
丁
戊

（2）電極類型除與電極材料的性質(zhì)有關(guān)外，還與 有關(guān)。

（3）根據(jù)上述電池分析，負(fù)極材料是否一定參加電極反應(yīng)? (填“是”、“否”或“不一定”)，用上述電池說(shuō)明： 。

（4）上述電池放電過(guò)程中，電解質(zhì)溶液酸堿性的變化：甲 ，丙 ，戊 。(均填“酸性減弱”或“堿性減弱”)

Answer 1

【答案】（1）

裝置序號(hào)	正極	負(fù)極反應(yīng)式	陽(yáng)離子 移動(dòng)方向
甲	Al	Mg2eMg2+	移向鋁極
乙	Pt	Fe2eFe2+	移向鉑極
丙	Mg	Al3e+4OH+2H2O	移向鎂極
丁	Al	Cu2eCu2+	移向鋁極
戊	石墨	CH48e+10OH+7H2O	移向石墨 電極

（2）電解質(zhì)溶液的性質(zhì)

（3）不一定 在題述五個(gè)原電池中，戊裝置的負(fù)極材料沒(méi)有參與反應(yīng)，其他電池的負(fù)極材料發(fā)生了氧化反應(yīng)

（4）酸性減弱 堿性減弱 堿性減弱

【解析】（1）甲電池：在稀硫酸中，鎂比鋁活潑，鎂為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋁為正極，H+在鋁極上發(fā)生還原反應(yīng)。乙電池：鐵比鉑活潑，鐵為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鉑為正極，Cu2+在鉑極上被還原。丙電池：在氫氧化鈉溶液中鋁與NaOH溶液反應(yīng)，鋁為負(fù)極，鋁失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，與OH反應(yīng)生成偏鋁酸根離子和水，鎂為正極，正極上產(chǎn)生H2。丁電池：常溫下，鋁遇濃硝酸鈍化，銅溶解，故銅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Al為正極。戊電池：該電池是燃料電池，甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿溶液中生成碳酸鹽和水，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，即在負(fù)極區(qū)通入甲烷，在正極區(qū)通入空氣。

（2）通過(guò)比較甲、丙電池可知，電極材料都是鋁、鎂，由于電解質(zhì)溶液不同，故電極反應(yīng)不同，即電極類型與電解質(zhì)溶液也有關(guān)。

（3）大多數(shù)電池的負(fù)極材料發(fā)生氧化反應(yīng)，但燃料電池的負(fù)極材料不參與反應(yīng)，氫氣、一氧化碳、甲烷、乙醇等可燃物在負(fù)極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)。

（4）根據(jù)電解質(zhì)溶液中的反應(yīng)情況判斷溶液酸堿性的變化。

【備注】通常所說(shuō)的活潑金屬作負(fù)極，是依據(jù)金屬活動(dòng)順序表的，即金屬與酸反應(yīng)的活潑性，但要注意鋁和鎂作原電池的電極，氫氧化鈉溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，鋁作負(fù)極；還要注意常溫下濃硝酸能使活潑的金屬鋁、鐵鈍化，使其不能參與原電池反應(yīng)。