Question

已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；
電解質溶液：CuCl₂溶液、Fe₂（SO₄）₃溶液、鹽酸．
按要求回答下列問題：
①電工操作上規定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用．請用電化學知識說明原因

 

．
②若電極材料選銅和石墨，電解質溶液選硫酸鐵溶液，外加導線，能否構成原電池？

 

（填“能”或“不能”），若能，請寫出電極反應式，負極

 

，正極

 

．
③若發生如下反應：Cu+2H⁺=Cu²⁺+H₂↑，請在右邊框圖內畫出實現該反應的裝置圖（使用題目所給材料和藥品）．
④若用石墨作電極，電解1L 0.1mol/L鹽酸，當轉移0.5mol電子時，陽極得到氣體的體積（標況）為

 

 L．

Answer 1

分析：①根據原電池的構成條件和造成的危害角度來回答；
②所有自發的氧化還原反應均可以設計成原電池，負極發生失電子的氧化反應，正極發生還原反應；
③銅和硫酸鐵反應時，失電子的是金屬銅，得電子的是氫離子，據此來選擇電極材料和電解質；
④根據電解池的工作原理結合電極反應和電子守恒來計算即可．

解答：解：①把銅導線和鋁導線連接在一起使用時，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而腐蝕，所以不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用，
故答案為：二者連接在一起時，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而腐蝕；
②金屬銅和硫酸鐵之間能發生自發的氧化還原反應，可以設計成原電池，金屬銅在負極上失電子，發生氧化反應，Cu-2e^-→Cu²⁺，在正極上是三價鐵得到電子，發生還原反應，2Fe³⁺+2e^-→2Fe²⁺，
故答案為：能；Cu；石墨；
③銅和硫酸反應中，該反應不能自發進行，所以選擇電解池，失電子的是金屬銅，金屬Cu一定做陽極，電解質為硫酸，即，故答案為：；
④若用石墨作電極，電解1L0.1mol/L鹽酸，陽極上的反應2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極上的電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，全部氯離子失電子總量是0.1mol生成氯氣是0.05mol，失去0.4mol電子得到氧氣的物質的量是0.1mol，當轉移0.5mol電子時，陽極得到氣體是氯氣0.05mol，氧氣0.1mol，所以當轉移0.5mol電子時，陽極得到氣體的體積（標況）為0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故答案為：3.36．

點評：本題考查學生原電池和電解池的工作原理知識，注意知識的歸納和整理以及電池的設計原理，難度不大．