Question

【題目】研究電化學原理與應用有非常重要的意義。

(1)鋅錳電池(俗稱干電池) 是一種一次電池，生活中應用廣泛。

①鋅錳電池負極上的電極反應式為：______________________________。

②與普通(酸性)鋅錳電池相比較，堿性鋅錳電池的優點是____________________(回答一條即可)。

(2)鉛蓄電池是最常見的二次電池：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。

①充電時陰極反應為：________________________________________。

②用鉛蓄電池為電源進行電解飽和食鹽水實驗(石墨棒為陽極，鐵為陰極，食鹽水500mL，溫度為常溫)，當電路中有0.05mol電子轉移時，食鹽水的PH為______(假設溶液體積不變，產物無損耗)。

(3)如圖是金屬(M)－空氣電池的工作原理，我國首創的海洋電池以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，電池反應為：___________________________ 。二氧化硫—空氣質子交換膜燃料電池實現了制硫酸、發電、環保三位一體的結合，原理如圖所示。Pt2上的電極反應式為：_______________________________________ 。

(4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)易溶于水，是一種新型多功能水處理劑，可以用電解法制取：Fe＋2H2O＋2OHFeO42＋3H2↑，工作原理如圖所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO42，鎳電極有氣泡產生。電解一段時間后，c(OH)降低的區域在_____________(填“陰極室”或“陽極室”)；陽極反應為：___________________________。

Answer 1

【答案】Zn－2e－＝Zn2+ 比能量高（或可存儲時間長、不易發生電解質的泄漏、或堿性電池使用壽命較長其他合理答案也可） PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－ 13 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3 O2＋4H+＋4e－＝2H2O 陽極室 Fe＋8OH--6e－＝FeO42＋4H2O

【解析】

根據原電池、電解池的原理來確定電極，從而進一步推斷反應過程。

(1)①鋅錳電池中活潑金屬鋅做負極，失去電子，電極方程式為：Zn－2e－＝Zn2+；②普通（酸性）鋅錳電池是酸性溶液作電解質，易泄露，相比較堿性鋅猛干電池較不穩定，堿性鋅錳電池的優點是存儲時間長、不易發生電解質的泄漏、或堿性電池使用壽命較長；故答案為：Zn－2e－＝Zn2+；存儲時間長、不易發生電解質的泄漏、或堿性電池使用壽命較長；

(2) ①鉛蓄電池充電時，陰極PbSO4得電子，故陰極反應：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－；

②電解飽和食鹽水過程中，2NaCl + 2H2O2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑，Cl2~2e- ~2OH-，電路中有0.05mol電子轉移，即有0.05molOH-生成，可計算出c(OH-)=0.1mol/L，故溶液的pH=13；故答案為：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－；13；

(3)根據已知條件，以鋁做負極，有空氣參與，生成OH-，故方程式為：4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3；燃料電池中Pt1做負極，Pt2做正極得電子，故電極方程式為：O2＋4H+＋4e－＝2H2O；

(4)從反應中可知，Fe作陽極，失電子生成FeO42-，故電極方程式為：Fe＋8OH-－6e－＝FeO42-＋4H2O，陽極室c（OH-）降低，Ni作陰極，Ni電極消耗H2O生成H2和OH-，電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故陰極室c(OH)增大，故答案為：陽極室，Fe＋8OH-－6e－＝FeO42-＋4H2O；