Question

14．如圖所示，是原電池的裝置圖，請回答：
（1）若C為稀AgNO₃溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe，且做負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-═Ag，反應(yīng)類型是還原反應(yīng)．
（2）若需將反應(yīng)：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則A（負(fù)極）極材料為Cu，B（正極）極材料為石墨，溶液C為FeCl₃溶液．
（3）若A電極材料為鋅，B電極材料為鐵，鐵電極將受到保護(hù)，這種保護(hù)方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法．
（4）若C為NaOH溶液，A電極材料為Al，B電極材料為Mg，負(fù)極上發(fā)生的電極反式為Al-3e^-+4OH^-═AlO^-₂+2H₂O．
（5）某同學(xué)設(shè)想用此裝置把CO₂轉(zhuǎn)化為重要化工原料CH₃OH，A極通入CO₂，B極通入H₂，C為稀H₂SO₄溶液，電池總反應(yīng)式為CO₂+3H₂═CH₃OH+H₂O，正極反應(yīng)式為CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O．
（6）下列反應(yīng)在理論上能用于設(shè)計(jì)原電池的是ACD．
A.2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）
B．HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）
C.4Fe（OH）₂（s）+2H₂O（l）+O₂（g）=4Fe（OH）₃（s）
D.2Fe（s）+3Cl₂（g）=2FeCl₃（s）

Answer 1

分析 （1）鐵作負(fù)極，原電池反應(yīng)是鐵與硝酸銀置換銀的反應(yīng)，正極反應(yīng)是銀離子得電子生成銀，據(jù)此回答；
（2）根據(jù)方程式中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類型判斷，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，B極材料是比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)，溶液C中含有Fe³⁺；
（3）若A電極材料為鋅，B電極材料為鐵，形成原電池正極鐵電極將受到保護(hù)，這種保護(hù)方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法；
（4）若C為NaOH溶液，A電極材料為Al，B電極材料為Mg，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)而鎂不反應(yīng)，所以鋁為負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（5）燃料電池的工作時(shí)，總反應(yīng)CO₂+3H₂═CH₃OH+H₂O，正極上是CO₂發(fā)生得電子得還原反應(yīng)；
（6）自發(fā)的放熱的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池，有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，以此來解答．

解答 解：（1）鐵作負(fù)極，原電池反應(yīng)是鐵與硝酸銀置換銀的反應(yīng)，正極反應(yīng)是銀離子得電子生成銀，電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-═Ag；故答案為：Ag⁺+e^-═Ag；還原反應(yīng)；
（2）Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，根據(jù)方程式中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類型判斷，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負(fù)極，所以A材料是Cu，B極材料是比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)如石墨、Ag等即可．溶液C中含有Fe³⁺，如FeCl₃溶液，故答案為：Cu；石墨；FeCl₃溶液；
（3）若A電極材料為鋅，B電極材料為鐵，形成原電池正極鐵電極將受到保護(hù)，這種保護(hù)方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故答案為：犧牲陽極的陰極保護(hù)法；
（4）若C為NaOH溶液，A電極材料為Al，B電極材料為Mg，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)而鎂不反應(yīng)，所以鋁為負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Al-3e^-+4OH^-═AlO^-₂+2H₂O，故答案為：Al-3e^-+4OH^-═AlO^-₂+2H₂O；
（5）燃料電池的工作時(shí)，總反應(yīng)CO₂+3H₂═CH₃OH+H₂O，正極上是CO₂發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
故答案為：CO₂+3H₂═CH₃OH+H₂O；CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
（6）A、2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l），屬于自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計(jì)成原電池，故A選；
B、HCl與NaOH的中和反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，不能用于設(shè)計(jì)原電池，故B不選；
C、Fe（OH）₂與氧氣的反應(yīng)屬于自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計(jì)成原電池，故C選；
D、2Fe（s）+3Cl₂（g）=2FeCl₃（s）屬于自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計(jì)成原電池，故D選．
故選ACD．

點(diǎn)評 本題考查了原電池原理的分析判斷，原電池原理和電極分析判斷是解題關(guān)鍵，注意電極反應(yīng)生成的離子在電解質(zhì)溶液中的存在分析，題目難度中等．