Question

【題目】如圖為原電池裝置示意圖。

（1）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，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(yīng)式：____。

（2）若A為Pb，B為PbO2，電解質(zhì)為H2SO4溶液，工作時的總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。寫出B電極反應(yīng)式：___；該電池在工作時，A電極的質(zhì)量將_（填“增加”“減小”或“不變”）。若該電池反應(yīng)消耗了0.1 mol H2SO4，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為__。

（3）若A、B均為鉑片，電解質(zhì)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B電極反應(yīng)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(zhì)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(yīng)式：________；若該電池反應(yīng)消耗了6.4克CH4，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為__。

Answer 1

【答案】B Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O PbO2＋2 e-＋4H＋＋SO42-=PbSO4＋2H2O 增加 6.021022 O2+4e-+2H2O=2H2O 減弱 CH4+8e-+2H2O=CO2+8H+ 3.26.021023

【解析】

根據(jù)原電池原理進行分析。

（1）將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，由于鋁遇濃硫酸發(fā)生鈍化，而銅可以被濃硝酸溶解，故銅為負極、鋁為正極；另一組插入燒堿溶液中，由于鋁可以被其溶解，而銅不能，故鋁為負極、銅為正極。綜上所述，在這兩個原電池中，作負極的分別是銅片、鋁片，故選B 。

插入燒堿溶液中形成的原電池，負極上鋁被氧化為偏鋁酸根離子，電極反應(yīng)式為：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O。

（2）若A為Pb，B為PbO2，電解質(zhì)為H2SO4溶液，工作時的總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。B電極為正極，其被還原為硫酸鉛，電極反應(yīng)式為PbO2＋2 e-＋4H＋＋SO42-=PbSO4＋2H2O；該電池在工作時，A電極被氧化為硫酸鉛，故其質(zhì)量將增加；由總反應(yīng)可知，該反應(yīng)若轉(zhuǎn)移2mol電子可以消耗2mol H2SO4，若該電池反應(yīng)消耗了0.1 mol H2SO4，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為6.021022。

（3）若A、B均為鉑片，電解質(zhì)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， B電極為正極，其電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=2H2O；該電池在工作一段時間后，雖然總反應(yīng)中不消耗KOH，但是由于電池總反應(yīng)的產(chǎn)物是水，故溶液的堿性將減弱。

（4）若A、B均為鉑片，電解質(zhì)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， A電極為負極，甲烷被氧化為二氧化碳，其電極反應(yīng)式為：CH4+8e-+2H2O=CO2+8H+；由負極的電極反應(yīng)可知，16g CH4參加反應(yīng)時，可以轉(zhuǎn)移8mol e-，因此，若該電池反應(yīng)消耗了6.4克CH4（其物質(zhì)的量為0.4mol），則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3.26.021023。