Question

（1）選擇適宜的材料和試劑設(shè)計一個原電池，完成下列反應(yīng)：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu畫出裝置圖并標(biāo)出電極材料和電解質(zhì)溶液：
（2）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構(gòu)成了原電池，工作一段時間，鋅片的質(zhì)量減少了3.25克，銅表面析出了氫氣

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．導(dǎo)線中通過

 

mol電子．
（3）氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨做電極材料，負(fù)極通入H₂，正極通入 O₂，電解質(zhì)是H₂SO₄溶液，回答：
①這種電極放電時發(fā)生的總反應(yīng)式

 

．
②此電極的正極發(fā)生的電極反應(yīng)是

 

．
③電解液中的H⁺離子向

 

極移動；向外電路釋放電子的電極是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）利用置換反應(yīng)Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，說明Zn和Cu的金屬活動性順序，據(jù)此設(shè)計原電池時，根據(jù)反應(yīng)可知，Zn為負(fù)極，則正極可以是活潑性不如Zn的金屬如Cu等，也可以是碳棒，電解質(zhì)溶液應(yīng)為CuSO₄，工作時，正極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，有紅色金屬析出，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn²⁺，Zn棒逐漸溶解；
（2）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構(gòu)成了原電池，鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn-2e^-=Zn²⁺；銅為正極，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑；根據(jù)兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等計算；
（3）氫氧燃料電池的負(fù)極一定是氫氣失電子的過程，在酸性環(huán)境下，氫氣失電子成為氫離子，正極上一定是氧氣得電子的過程，在酸性環(huán)境下成為水分子，電解質(zhì)中的陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，總反應(yīng)是氫氣和氧氣之間反應(yīng)生成水．

解答： 解：（1）利用反應(yīng)Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu設(shè)計原電池時，根據(jù)反應(yīng)可知，Zn為負(fù)極，則正極可以是活潑性不如Zn的金屬如Cu等，也可以是碳棒，電解質(zhì)溶液應(yīng)為CuSO₄，電池裝置為：，故答案為：．
（2）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構(gòu)成了原電池，鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn-2e^-=Zn²⁺，銅為正極，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，
鋅片的質(zhì)量減少了3.25克，則物質(zhì)的量為

3.25g

65g/mol

=0.05mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為n（e^-）=2n（Zn）=2n（H₂）=2×0.05mol=0.1mol，則：V（H₂）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：1.12L；0.1．
（3）①這種電極放電時發(fā)生的總反應(yīng)式是氫氣和氧氣之間反應(yīng)生成水的過程，即2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：2H₂+O₂=2H₂O．
②正極上是氧氣得電子的過程，電極反應(yīng)式是O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
③原電池中，電解質(zhì)中的陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，負(fù)極是失電子的極，故答案為：正；負(fù)極．

點評：本題考查了原電池中的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫，難度不大，可以根據(jù)所學(xué)知識來回答，注意電子守恒的應(yīng)用．