Question

20．人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要．以下每小題中的電池廣泛使用于日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面，請根據(jù)題中提供的信息，填寫空格．
（1）鉛蓄電池在放電時發(fā)生的電池反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O．
正極電極反應(yīng)式為PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O．
（2）FeCl₃溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，發(fā)生2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，若將此反應(yīng)設(shè)計成原電池，則負極所用電極材料為Cu，當(dāng)線路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，則被腐蝕銅的質(zhì)量為6.4g．
（3）將鋁片和銅片用導(dǎo)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，負極分別為B．
A．鋁片、銅片　　B．銅片、鋁片　　C．鋁片、鋁片
（4）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如圖是電解質(zhì)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該氫氧燃料電池的正極反應(yīng)方程式是：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
②電池工作一段時間后硫酸溶液的濃度減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）放電時，正極上PbO₂得電子；
（2）該電池反應(yīng)中，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作負極；根據(jù)電極方程式計算；
（3）原電池中失電子的一極為負極；
（4）①氫氧燃料電池的正極是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②根據(jù)燃料電池的總反應(yīng)方程式判斷硫酸濃度的變化．

解答 解：（1）放電時，正極上PbO₂得電子，正極反應(yīng)式為PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O，
故答案為：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O；
（2）該電池反應(yīng)中，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作負極；負極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，則當(dāng)線路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，反應(yīng)的Cu為0.1mol，其質(zhì)量為6.4g；
故答案為：Cu；6.4；
（3）鋁片和銅片插入濃HNO₃溶液中，金屬鋁會鈍化，金屬銅和濃硝酸之間會發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，此時金屬銅時負極，金屬鋁是正極；
插入稀NaOH溶液中，金屬銅和它不反應(yīng)，金屬鋁能和氫氧化鈉發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，此時金屬鋁是負極，金屬銅是正極；
故答案為：B；
（4）①氫氧燃料電池的正極是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)是酸性環(huán)境，所以電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
②已知氫氧燃料電池的總反應(yīng)為：2H₂+O₂=2H₂O，電池工作一段時間后，生成水使溶液體積增大，則硫酸的濃度減小；
故答案為：減�。�

點評 本題考查了原電池原理的應(yīng)用，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極．