Question

【題目】（題文）（1）在下圖的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是____________。

（2）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Zn(s)===Zn2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

①電極X的材料是______；電解質(zhì)溶液Y是________；

②銀電極為電池的______極，發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________；

（3）航天飛機(jī)常采用燃料電池作為電能來源，燃料電池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物質(zhì)與O2一起構(gòu)成的電池裝置，它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①電池的負(fù)極是____(填“a”或“b”)，該極的電極反應(yīng)是____________。

②消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L O2時(shí)，有____mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。

③開始放電時(shí)，正極附近溶液的pH__________(填“增大”“減小”或“不變”)

④以銅為電極，用此電池作電源，電解以下溶液，開始階段發(fā)生反應(yīng)Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的有______________。

A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．Na2SO4溶液

D．CuSO4溶液 E．NaCl溶液

Answer 1

【答案】 4,6,7 鋅 AgNO3 正 Ag++e－==Ag a CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 1 增大 BCE

【解析】(1) 根據(jù)原電池構(gòu)成條件分析；

（2）根據(jù)反應(yīng)2Ag＋(aq)＋Zn(s)===Zn2＋(aq)＋2Ag(s) 分析,在反應(yīng)中, Zn被氧化,失電子,應(yīng)為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+，則正極為活潑性較Zn弱的Ag, Ag+在正極上得電子被還原,電極反應(yīng)為Ag++e－==Ag，電解質(zhì)溶液為AgNO3,原電池中,電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。

（3）①寫出正極電極反應(yīng)式,用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即為負(fù)極反應(yīng)式;
②計(jì)算出氧氣的物質(zhì)的量即可求出轉(zhuǎn)移電子數(shù);
③根據(jù)放電時(shí)的正極反應(yīng)來確定正極附近溶液的氫氧根離子濃度的變化；

④以銅為電極，用此電池作電源，電解以下溶液，開始階段發(fā)生反應(yīng)：Cu+2H2O═Cu（OH）2+H2↑，說明陰極為水中氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以可以為活潑的金屬陽離子的溶液。
詳解:(1) 根據(jù)原電池中有兩個(gè)電極可以排除掉①②；而且兩電極活潑性不同，排除③；注意④⑥⑦都含有兩種活潑性不同的金屬或非金屬，即含兩個(gè)電極；必須存在電解質(zhì)溶液，可排除⑤；電極與電解質(zhì)溶液要形成閉合回路，⑧不符合要求；④⑥⑦都滿足形成原電池的條件。因此，本題正確答案是: ④⑥⑦；

(2) ①由反應(yīng)2Ag＋(aq)＋Zn(s)===Zn2＋(aq)＋2Ag(s)可以知道,在反應(yīng)中, Zn被氧化,失電子,應(yīng)為原電池的負(fù)極, Ag＋在正極上得電子被還原,電解質(zhì)溶液為AgNO3,
因此，本題正確答案是: 鋅；AgNO3 ；
②正極為活潑性較Zn弱的Ag, Ag＋在正極上得電子被還原,電極反應(yīng)為Ag++e－==Ag，

因此，本題正確答案是:正極;Ag++e－==Ag ；

（3）①甲烷燃料電池中,甲烷在負(fù)極失電子，a為負(fù)極，氧氣在正極得電子,電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-，用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得負(fù)極反應(yīng)式: CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O,因此，本題正確答案是: a；CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；
②5.6 L氧氣的物質(zhì)的量為:=0.25mol,根據(jù)電極反應(yīng): O2+4e-+2H2O=4OH-,消耗5.6 L (標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為:0.25mol×4═1mol,因此，本題正確答案是:1;
③開始放電時(shí),正極上是氧氣發(fā)生得電子得還原反應(yīng),即O2+4e-+2H2O=4OH-,產(chǎn)生氫氧根,在該極附近溶液氫氧根離子濃度增大,因此，本題正確答案是:增大；

④以銅為電極，用此電池作電源，電解以下溶液，開始階段發(fā)生反應(yīng)：Cu+2H2O═Cu（OH）2+H2↑，說明陰極為水中氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以可以為活潑的金屬陽離子的溶液，故BCE符合，AD不符合，故選：BCE；