Question

【題目】將質量相等的鐵片和銅片用導線相連浸入500 mL硫酸銅溶液中構成如圖1的裝置：

（以下均假設反應過程中溶液體積不變）。

（1）鐵片上的電極反應式為______________，銅片周圍溶液會出現___________的現象。

（2）若2 min后測得鐵片和銅片之間的質量差為1.2 g，計算：導線中流過的電子的物質的量為_________________mol；

（3）金屬的電化學腐蝕的本質是形成了原電池。如下圖所示，燒杯中都盛有稀硫酸。

①圖2 B中的Sn為________極，Sn極附近溶液的pH（填增大、減小或不變）___________。

②圖2 C中被腐蝕的金屬是___________。比較A、B、C中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是______。

（4）人們應用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要。燃料電池是一種高效、環境友好的供電裝置，如圖是電解質為稀硫酸溶液的氫氧燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①氫氧燃料電池的總反應化學方程式是：___________________。

②電池工作一段時間后硫酸溶液的濃度_____________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】（1）Fe-2e-=Fe2+ 顏色變淺

（2）0.02 （3）正 變大 鋅（Zn） BAC （4）2H2+O2=2H2O 減小

【解析】（1）鐵的金屬性強于銅，鐵是負極，電極反應式為 Fe-2e-=Fe2+；銅是正極，溶液中的銅離子放電，銅離子濃度減小，因此實驗現象是溶液顏色變淺。

（2）鐵比銅活潑，鐵為原電池的負極，電子從負極流出，設轉移x mol電子，則消耗0.5x mol Fe，析出 0.5x mol Cu，則有0.5x×（64+56）=1.2，x=0.02。

（3）①圖2 B中的Sn的金屬性弱于鐵，Sn為正極，溶液中氫離子放電，氫離子濃度減小，則Sn極附近溶液的pH變大。②A發生化學腐蝕，B中Fe為負極，Sn為正極，Fe被腐蝕，C中Zn為負極，Fe為正極，Fe被保護，則A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是B、A、C。

（4）①氫氧燃料電池的總反應就是氫氣燃燒反應，即化學方程式是2H2+O2=2H2O。②電池工作一段時間后由于有水生成，溶劑增加，所以硫酸溶液的濃度減小。