Question

【題目】電化學(xué)應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：

（1）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計成原電池。若電池放電時的反應(yīng)式為：2Cu＋2H2SO4＋O2= 2CuSO4＋2H2O，該電池的負(fù)極材料為_________；正極的電極反應(yīng)式為__________________。

（2）燃料電池和二次電池的應(yīng)用非常廣泛。

①如圖為甲烷燃料電池的示意圖，電池工作時，b極的電極名稱為_______；負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________；

②鉛蓄電池為生活中常用的二次電池。放電時的反應(yīng)為：PbO2 + Pb+ ２H2SO4 === PbSO4 + 2H2O，鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________；充電時，鉛蓄電池的PbO2極應(yīng)與外加直流電源的__極相連，PbO2極的電極反應(yīng)式為_________。

（3）以鉛蓄電池為電源精煉粗銅(含Fe、Pb、Ag、Au及其他不反應(yīng)質(zhì))時，以硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液，粗銅做_____極；精煉一段時間后，當(dāng)陰極增重128 g時，鉛蓄電池參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為________。

Answer 1

【答案】 銅或Cu O2＋4H＋＋4e－＝2H2O 正極 CH4 ＋10 OH－－8e－＝CO32－＋7 H2O Pb + SO42 - 2e=== PbSO4 正極 PbO2 ＋4H＋＋SO42 ＋2e=== PbSO4 ＋ 2H2O 陽 4 mol

【解析】

（1）利用氧化還原反應(yīng)設(shè)計原電池，要在組成原電池的四個基本要素(條件)的框架之內(nèi)，從氧化還原反應(yīng)里電子轉(zhuǎn)移的方向入手分析判斷，自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計成原電池。若電池放電時的反應(yīng)式為：2Cu＋2H2SO4＋O2= 2CuSO4＋2H2O，該電池的負(fù)極材料為：銅。正極的電極反應(yīng)式為：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O 。

（2）①根據(jù)圖可知通入甲烷的一端為電池的負(fù)極，通入氧氣的一端為電池的正極，

電池工作時，b極的電極名稱為：正極；負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4 ＋10 OH－－8e－＝CO32－＋7 H2O ；

②鉛蓄電池為生活中常用的二次電池。放電時的反應(yīng)為：PbO2 + Pb+ ２H2SO4 === PbSO4 + 2H2O，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，鉛蓄電池負(fù)極為失電子端，所以電極反應(yīng)式為：Pb + SO42 - 2e=== PbSO4；充電時為電解池，鉛蓄電池的PbO2極應(yīng)與外加直流電源的：正極相連，PbO2極的電極反應(yīng)式為：PbO2 ＋4H＋＋SO42 ＋2e=== PbSO4 ＋ 2H2O。故答案：正極PbO2 ＋4H＋＋SO42 ＋2e=== PbSO4 ＋ 2H2O。

（3）以鉛蓄電池為電源精煉粗銅(含Fe、Pb、Ag、Au及其他不反應(yīng)質(zhì))時，以硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液，粗銅做陽極；精煉一段時間后，當(dāng)陰極增重128 g時，說明有128g銅生成。轉(zhuǎn)移的電子為4mol,根據(jù)PbO2 + Pb+ ２H2SO4 === PbSO4 + 2H2O，則鉛蓄電池參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為4mol。所以答案：陽極，4mol。