Question

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。以下每小題中的電池廣泛使用于日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面，請(qǐng)根據(jù)題中提供的信息，填寫(xiě)空格。
（1）蓄電池在放電時(shí)起原電池作用，在充電時(shí)起電解池的作用。鉛蓄電池在放電時(shí)發(fā)生的電池反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄＝2PbSO₄+2H₂O。
負(fù)極反應(yīng)式為                                   。
正極反應(yīng)式為                                   。
（2）鐵、銅、鋁是生活中使用廣泛的金屬，F(xiàn)eCl₃溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，其反應(yīng)過(guò)程的離子方程式為                  ，若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則負(fù)極所用電極材料為      ，正極反應(yīng)式為                        。
（3）將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個(gè)原電池中，負(fù)極分別為           。

A．鋁片、銅片

B．銅片、鋁片

C．鋁片、鋁片

D．銅片、銅片

寫(xiě)出插入燒堿溶液中形成原電池的負(fù)極反應(yīng)式：                       。
（4）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：

①電池的負(fù)極是__________（填“a”或“b”），該極的電極反應(yīng)式是：________________。
②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH_________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

（16分）
（1） Pb＋SO₄^2-–2e-=PbSO₄（2分） PbO₂＋SO₄^2-＋4H⁺＋2e-=PbSO₄＋2H₂O（2分）
（2） 2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺（2分） Cu（1分） Fe³⁺+e^-=Fe ²⁺（2分）
（3）  B（1分），Al+4OH^-–3e^-＝AlO₂^-+2H₂O（2分）
（4）① a（1分），CH₄＋10OH^－–8e^－＝CO₃²⁺＋7H₂O（2分） ②減小（1分）

試題分析：（1）原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。所以根據(jù)總的反應(yīng)式可知，Pb是負(fù)極，失去電子，二氧化鉛是正極得到電子，因此電極反應(yīng)式分別是，負(fù)極：Pb＋SO₄^2-–2e-=PbSO₄，正極：PbO₂＋SO₄^2-＋4H⁺＋2e-=PbSO₄＋2H₂O。
（2）氯化鐵和銅反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，所以如果要將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則負(fù)極應(yīng)該是銅，正極是鐵離子得到電子，則正極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe ²⁺。
（3）鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化，所以此時(shí)鋁是正極，銅是負(fù)極。而在氫氧化鈉溶液中，銅和氫氧化鈉不反應(yīng)，所以鋁是負(fù)極，銅是正極，答案選B。其中插入燒堿溶液中形成原電池的負(fù)極反應(yīng)式Al+4OH^-–3e^-＝AlO₂^-+2H₂O。
（4）①甲烷失去電子，所以在負(fù)極通入，因此電池的負(fù)極是a。由于電解質(zhì)是氫氧化鈉溶液，所以電極反應(yīng)式是CH₄＋10OH^－–8e^－＝CO₃²⁺＋7H₂O。
②由于反應(yīng)中有碳酸鈉生成，消耗氫氧化鈉，所以電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH減小。
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題注重基礎(chǔ)，難易適中，側(cè)重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。該題的關(guān)鍵是明確原電池的工作原理，并能結(jié)合題意具體問(wèn)題、具體分析即可。