Question

已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；
電解質(zhì)溶液：CuCl₂溶液、Fe₂（SO₄）₃溶液、鹽酸．
按要求回答下列問題：
①電工操作上規(guī)定：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用．請(qǐng)用電化學(xué)知識(shí)說明原因

 

．
②若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池？

 

（填“能”或“不能”），若能，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式，負(fù)極

 

，正極

 

．
③若發(fā)生如下反應(yīng)：Cu+2H⁺=Cu²⁺+H₂↑，請(qǐng)?jiān)谟疫吙驁D內(nèi)畫出實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的裝置圖（使用題目所給材料和藥品）．
④若用石墨作電極，電解1L 0.1mol/L鹽酸，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5mol電子時(shí)，陽極得到氣體的體積（標(biāo)況）為

 

 L．

Answer 1

分析：①根據(jù)原電池的構(gòu)成條件和造成的危害角度來回答；
②所有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計(jì)成原電池，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；
③銅和硫酸鐵反應(yīng)時(shí)，失電子的是金屬銅，得電子的是氫離子，據(jù)此來選擇電極材料和電解質(zhì)；
④根據(jù)電解池的工作原理結(jié)合電極反應(yīng)和電子守恒來計(jì)算即可．

解答：解：①把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用時(shí)，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而腐蝕，所以不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用，
故答案為：二者連接在一起時(shí)，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而腐蝕；
②金屬銅和硫酸鐵之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，可以設(shè)計(jì)成原電池，金屬銅在負(fù)極上失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu-2e^-→Cu²⁺，在正極上是三價(jià)鐵得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，2Fe³⁺+2e^-→2Fe²⁺，
故答案為：能；Cu；石墨；
③銅和硫酸反應(yīng)中，該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，所以選擇電解池，失電子的是金屬銅，金屬Cu一定做陽極，電解質(zhì)為硫酸，即，故答案為：；
④若用石墨作電極，電解1L0.1mol/L鹽酸，陽極上的反應(yīng)2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極上的電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，全部氯離子失電子總量是0.1mol生成氯氣是0.05mol，失去0.4mol電子得到氧氣的物質(zhì)的量是0.1mol，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5mol電子時(shí)，陽極得到氣體是氯氣0.05mol，氧氣0.1mol，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5mol電子時(shí)，陽極得到氣體的體積（標(biāo)況）為0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故答案為：3.36．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生原電池和電解池的工作原理知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和整理以及電池的設(shè)計(jì)原理，難度不大．