Question

【題目】原電池原理的發現是儲能和供能技術的巨大進步，是化學對人類的一項重大貢獻.

（1）理論上講，任何自發的氧化還原反應都可以設計成原電池.請利用反應“Cu＋2Ag+ ＝2 Ag +Cu2+ ”，設制一個化學電池（正極材料用碳棒），回答下列問題：

①該電池的負極材料是_______，電解質溶液是_____________；

②正極的反應式為_____________________.

③若導線上轉移電子1mol，則生成銀___________克.

（2）將純鋅片和純銅片按圖方式插入100 mL相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：

①在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲____________乙（填“＞”、“＜“或“＝” ）.

②請寫出圖中構成原電池的負極電極反應式_______________. 電池工作時，溶液中SO42-向______極（填正、負）移動，電池工作完成后，溶液中SO42－濃度_________（填增大或減小或不變）.

Answer 1

【答案】銅（或Cu） 硝酸銀（或AgNO3）溶液 Ag++e-=Ag 108 ＞ Zn -2e-= Zn2+ 負 不變

【解析】

原電池中較活潑的金屬是負極，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，結合相關物質的性質、原電池的組成分析解答。

（1）①根據方程式Cu+2Ag+ ＝2Ag+Cu2+可知銅失去電子，銀離子得到電子，所以該電池的負極材料是銅，電解質溶液是含有銀離子的可溶性鹽，可以為硝酸銀（或AgNO3）溶液；

②正極銀離子得到電子，電極反應式為Ag++e-＝Ag；

③若導線上轉移電子1mol，則根據反應式Ag++e-＝Ag可知生成銀1mol，質量是108g；

（2）①根據裝置圖可知甲中構成原電池，鋅是負極，銅是正極，乙中不能構成原電池，銅與稀硫酸不反應，鋅和稀硫酸發生置換反應，所以在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲＞乙；

②甲中構成原電池，鋅是負極，則負極電極反應式為Zn-2e-＝Zn2+；電池工作時，溶液中陰離子SO42-向負極移動，由于硫酸根離子不參與電極反應，則電池工作完成后，溶液中SO42－濃度不變。