Question

【題目】如圖所示，是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答：

(1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且做負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________；

(2)若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則A(負(fù)極)極材料為______，B(正極)極材料為________，溶液C為________。

(3)若C為CuCl2溶液，Zn是________極，Cu電極反應(yīng)為_________________。反應(yīng)過程溶液中c(Cu2＋)________(填“變大”“變小”或“不變”)。

(4)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：

電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，則c電極是________(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為________。若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。

Answer 1

【答案】2H++2e-=H2↑ 銅 C FeCl3溶液 負(fù) Cu2++2e-=Cu 變小 負(fù)極 H2O+CH3OH-6e-=CO2+6H+ 11.2

【解析】

利用原電池的工作原理，進(jìn)行分析判斷；

（1）C為稀硫酸，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe，且作負(fù)極，A電極為正極，總電極反應(yīng)式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，即A電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑；

答案為2H＋＋2e－=H2↑；

（2）根據(jù)原電池工作原理，以及總電極反應(yīng)式，負(fù)極材料是Cu，正極材料是石墨，溶液C為FeCl3；

答案為Cu；石墨；FeCl3溶液；

（3）Zn比Cu活潑，Zn為負(fù)極，鋅電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，Cu為正極，Cu電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，整個(gè)過程中Cu2＋被消耗，即c(Cu2＋)變小；

答案為負(fù)極；Cu2＋＋2e－=Cu；變小；

（4）根據(jù)裝置圖，電子從電極c流向電極d，因此電極c為負(fù)極，燃料電池中通燃料一極為負(fù)極，即CH3OH在負(fù)極上失去電子，其電極反應(yīng)式為H2O+CH3OH-6e－=CO2+6H＋，消耗1molO2需要得到4mole－，因此電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，消耗氧氣的物質(zhì)的量為=0.5mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，消耗氧氣的體積為0.5mol×22.4L·mol－1=11.2L；

答案為負(fù)極；H2O+CH3OH-6e－=CO2+6H＋；11.2L。