Question

【題目】根據要求完成下列各小題。

（1）由銅片、鋅片和1L0.5mol/L的H2SO4（足量）組成的原電池中，若鋅片只發生電化學腐蝕，一段時間后某極產生3.36L（標準狀況）的氣體。請回答：

①負極是___（填“鋅”或“銅”），發生___反應（填“氧化”或“還原”）。

②假設反應后溶液體積不變，反應后溶液的pH為___（用對數表示）。

（2）如圖是某燃料電池的示意圖，請回答：

①在導線中電子流動方向為___（用a、b表示）。

②該燃料電池的負極反應式為___。

（3）如圖是電解未知濃度的硝酸銀溶液的示意圖，請根據要求答題。

①Fe電極叫做___極，C電極的反應式為___。

②當某電極的固體質量增重21.6g時，整個裝置共產生氣體（標準狀況下）體積2.24L，推斷該氣體的組成___（包括成分和體積）。

Answer 1

【答案】鋅 氧化 1-lg7 a流向b（或a→b） C2H4 +16OH--12e-=2CO32-+10H2O 陰極 4OH--4e-=2H2O+O2 H2和O2；H2體積為0.747L O2體積為1.493L

【解析】

(1)①Zn、Cu、硫酸構成的原電池中，鋅比銅活潑，據此分析判斷；

②正極銅片上發生的電極反應為2H++2e-=H2↑，該氣體為氫氣，根據氫氣的體積計算出反應的氫離子的物質的量，再計算溶液中剩余氫離子的物質的量和濃度，最后計算pH；

(2)在燃料電池中，通入燃料的為負極，通入氧氣的為正極，據此分析解得；

(3)①根據圖示，Fe電極連接電源的負極，為陰極，C電極為陽極，據此分析解得；②電解硝酸銀溶液時，首先根據析出的銀分析判斷陰極上是否只有銀離子放電，再根據得失電子守恒列式計算。

(1)①Zn、Cu、硫酸構成的原電池中，金屬鋅做負極，發生失電子的氧化反應，故答案為：鋅；氧化；

②正極銅片上發生的電極反應為2H++2e-=H2↑，因此氣體為氫氣，物質的量==0.15mol，反應的H+為0.3mol，溶液中剩余氫離子1L×0.5mol/L×2-=0.3mol=0.7mol，c(H+)==0.7mol/L，pH=- lg0.7=1-lg7，故答案為：1-lg7；

(2)①在燃料電池中，通入燃料的為負極，通入氧氣的為正極，所以導線中電子流動方向為由a到b，故答案為：a→b；

②在燃料電池中，通入燃料的為負極，負極上乙烯發生氧化反應生成碳酸根離子，電極反應式為C2H4 +16OH--12e-=2CO32-+10H2O，故答案為：C2H4 +16OH--12e-=2CO32-+10H2O；

(3)①根據圖示，Fe電極連接電源的負極，為陰極，C電極為陽極，陽極上發生氧化反應，溶液中的氫氧根離子放電，電極反應式為4OH--4e-=2H2O+O2，故答案為：陰極；4OH--4e-=2H2O+O2；

②電解硝酸銀溶液時，陰極上銀離子放電生成銀，Ag++e-= Ag，n(Ag)==0.2mol，轉移0.2mol電子，陽極的反應式為4OH――4e－＝2H2O＋O2↑，因此生成的氧氣為=0.05mol，標準狀況下的體積0.05mol×22.4L/mol= 1.12L＜2.24L，說明陰極上還生成了氫氣，設生成氫氣的物質的量為x，則陰極轉移的電子為0.2mol+2x，則陽極放出的氧氣為mol，因此mol+x=，解得：x=mol，因此氫氣的體積=mol×22.4L/mol= 0.747L，氧氣的體積為2.24L-0.747L=1.493L，故答案為：H2體積為0.747L O2體積為1.493L。