Question

【題目】Ⅰ．如圖為原電池裝置示意圖。

(1)若A為Pb，B為PbO2，電解質(zhì)為H2SO4溶液，工作時的總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，寫出B電極反應(yīng)式：__________。該電池在工作時，A電極的質(zhì)量將_______(填“增加”“減小”或“不變”)，若該電池反應(yīng)消耗了0.1 mol H2SO4，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為________。

(2)若A、B均為鉑片，電解質(zhì)為KOH溶液，分別從A、B兩極通入H2和O2，該電池即為氫氧燃料電池，寫出A電極反應(yīng)式：_____________________________。該電池在工作一段時間后，溶液的堿性將________(填“增強”“減弱”或“不變”)。

Ⅱ．現(xiàn)用圖裝置來測定某原電池工作時在某段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。量筒的規(guī)格為1000 mL，供選擇的電極材料有純銅片和純鋅片。

(3)b電極材料為________，其電極反應(yīng)式為_________________________。

(4)當(dāng)量筒中收集到560 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時，通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為________mol，此時a電極質(zhì)量________(填“增加”或“減少”)________g。

(5)如果將a、b兩電極的電極材料對調(diào)，U形管中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____________。

Answer 1

【答案】PbO2＋SO42-＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O 增加 0.1NA H2＋2OH－－2e－=2H2O 減弱 銅 2H＋＋2e－=H2↑ 0.05 減少 1.625 左端液面下降，右端液面上升

【解析】

(1)若A為Pb，B為PbO2，則A電極為負(fù)極，B電極為正極，在B電極，PbO2得電子生成的產(chǎn)物與電解質(zhì)作用生成PbSO4和H2O。該電池在工作時，A電極由Pb轉(zhuǎn)化為PbSO4，由電極總反應(yīng)可得出Pb——2H2SO4——2e-，由此可計算出反應(yīng)消耗0.1 mol H2SO4時轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目。

(2) A電極通H2，為負(fù)極，H2失電子生成的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)最終生成水。該電池的總反應(yīng)為2H2+O2==2H2O，工作一段時間后，堿的物質(zhì)的量不變，但水的量增多。

(3)從圖中可以看出，b電極生成H2，則b電極為正極，H+得電子生成H2。

(4)a電極、電子、氣體的關(guān)系式為Zn——2e-——H2，由此可計算出電子的物質(zhì)的量和電極的質(zhì)量變化。

(5)如果將a、b兩電極的電極材料對調(diào)，則a電極為正極，生成的H2因不能逸出，而使左端液面下降。

(1)若A為Pb，B為PbO2，則A電極為負(fù)極，B電極為正極，在B電極，PbO2得電子生成的產(chǎn)物與電解質(zhì)作用生成PbSO4和H2O，電極反應(yīng)式為PbO2＋SO42-＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O。該電池在工作時，A電極由Pb轉(zhuǎn)化為PbSO4，則A電極的質(zhì)量將增大；由電極總反應(yīng)可得出Pb——2H2SO4——2e-，可計算出反應(yīng)消耗0.1 mol H2SO4時轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.1NA。答案為：PbO2＋SO42-＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O；增大；0.1NA；

(2) A電極通H2，為負(fù)極，H2失電子生成的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)最終生成水，A電極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－=2H2O。該電池的總反應(yīng)為2H2+O2==2H2O，工作一段時間后，KOH的物質(zhì)的量不變，但水的量增多，溶液體積增大，所以溶液的堿性將減弱。答案為：H2＋2OH－－2e－=2H2O；減弱；

(3)從圖中可以看出，b電極生成H2，則b電極為正極，b電極材料為銅，H+得電子生成H2，其電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。答案為：銅；2H＋＋2e－=H2↑；

(4)量筒中收集到560 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時，n(H2)==0.025mol，a電極、電子、氣體的關(guān)系式為Zn——2e-——H2，由此可計算出電子的物質(zhì)的量為0.025mol×2=0.05mol，Zn電極溶解，質(zhì)量減少，減少的質(zhì)量為0.025mol×65g/mol=1.625g。答案為：0.05；減少；1.625；

(5)如果將a、b兩電極的電極材料對調(diào)，則a電極為正極，生成的H2因不能逸出，而使左端液面下降，右端液面上升。答案為：左端液面下降，右端液面上升。