Question

【題目】如圖為原電池裝置示意圖。

(1)將鋁片和銅片用導線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個原電池中，作負極的分別是________(填字母)。

A．鋁片、銅片 B．銅片、鋁片

C．鋁片、鋁片 D．銅片、銅片

寫出插入燒堿溶液中形成的原電池的負極反應式：______________________________。

(2)若A為Pb，B為PbO2，電解質為H2SO4溶液，工作時的總反應為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。寫出B電極反應式：__________________________；該電池在工作時，A電極的質量將________(填“增加”“減小”或“不變”)。若該電池反應消耗了0.1 mol H2SO4，則轉移電子的數目為________。

(3)若A、B均為鉑片，電解質為KOH溶液，分別從A、B兩極通入H2和O2，該電池即為氫氧燃料電池，寫出A電極反應式：___________________________________；該電池在工作一段時間后，溶液的堿性將________(填“增強”“減弱”或“不變”)。

(4)若A、B均為鉑片，電解質為H2SO4溶液，分別從A、B兩極通入CH4和O2，該電池即為甲烷燃料電池，寫出A電極反應式：___________________________________；若該電池反應消耗了6.4克CH4，則轉移電子的數目為________。

Answer 1

【答案】B Al-3e-+4OH- =AlO2-+2H2O PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O 增加 0.1NA H2+2OH--2e-=2H2O 減弱 CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 3.2NA

【解析】

(1)利用構成原電池的條件之一：負極與電解質溶液發生氧化還原反應進行分析；

(2)根據總反應式以及原電池工作原理，PbO2在正極上發生反應，得到電子，生成PbSO4，據此分析；

(3)燃料電池中通燃料一極為負極，通氧氣或空氣一極為正極，然后書寫電極反應式；

(4) 燃料電池中通燃料一極為負極，通氧氣或空氣一極為正極，然后書寫電極反應式；

(1)常溫下，鋁與濃硝酸發生鈍化反應，Cu能與硝酸發生氧化還原反應，因此Cu作負極； Al能與NaOH溶液發生氧化還原反應，Cu不與氫氧化鈉溶液反應，因此Al為負極；故選項B正確；Al與氫氧化鈉溶液的反應離子方程式為 Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；

(2)B電極為PbO2，根據總反應，PbO2中Pb的化合價降低，根據原電池工作原理，B電極為正極，電極反應式為PbO2＋2e－＋SO42－＋4H＋=PbSO4＋2H2O；A電極為負極，電極反應式為Pb－2e－＋SO42－=PbSO4，PbSO4微溶于水，因此A電極的質量增加；根據總反應，消耗0.1mol硫酸的同時，消耗PbO2的物質的量為=0.05mol，即轉移電子物質的量為0.05mol×2=0.1mol，轉移電子的數目是0.1NA；

(3)A電極通入H2，即該電極為負極，電解質為KOH溶液，因此A電極反應式為H2＋2OH－－2e－=2H2O；構成氫氧燃料電池，總反應方程式為2H2＋O2=2H2O，生成的H2O稀釋KOH，溶液的堿性減弱；

(4)A電極通入CH4，該電極為負極，電解質為H2SO4溶液，其電極反應式為CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋；根據A電極反應式，消耗6.4gCH4，轉移電子的數目為=3.2NA。