Question

【題目】(1)科研人員設想用如圖所示裝置生產硫酸。

①上述生產硫酸的總反應方程式為_____，b是_____極，a電極反應式為_____，生產過程中H+向_____(填a或b)電極區域運動。

②該小組同學反思原電池的原理，其中觀點正確的是_____(填字母)。

A.原電池反應的過程中可能沒有電子發生轉移

B.原申池裝置需要2個活潑性不同的金屬電極

C.電極一定不能參加反應

D.氧化反應和還原反應可以拆開在兩極發生

(2)若需將反應：Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+設計成原電池裝置，則負極材料為_____，溶液C為_____。

(3)CO與H2反應還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質子交換膜(只允許H+通過)燃料電池的結構示意圖如：電池總反應為2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，c電極為_____(填“正極”或“負極”)，c電極反應方程式為_________。

Answer 1

【答案】2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4 SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－ b D Cu FeCl3溶液 負 CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+

【解析】

（1）原電池中負極失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應，據此判斷；

（2）根據原電池的工作原理分析解答；

（3）根據電子的移動方向判斷正負極，進而書寫電極反應式。

（1）①根據裝置圖可知a電極通入二氧化硫，二氧化硫發生失去電子的氧化反應，氧氣在正極通入，因此上述生產硫酸的總反應方程式為2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，b通入氧氣，是正極，a電極是負極，反應式為SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－，原電池中陽離子向正極移動，則生產過程中H+向b電極區域運動。

②A.原電池反應的過程中一定有電子發生轉移，A錯誤；

B.原申池裝置不一定需要2個活潑性不同的金屬電極，例如燃料電池等，B錯誤；

C.原電池中電極可以參加反應，例如銅、鋅、稀硫酸組成的原電池中鋅電極參加反應，C錯誤；

D.原電池中氧化反應和還原反應可以拆開在兩極發生，D正確；

答案選D。

（2）根據反應Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+可知銅失去電子，鐵離子得到電子，則設計成原電池裝置時負極材料為Cu，溶液C為氯化鐵溶液。

（3）根據裝置圖可知電子從c電極流出，則c電極是負極，電池總反應為2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，所以甲醇在負極發生失去電子的氧化反應轉化為二氧化碳，則c電極反應方程式為CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+。