Question

【題目】原電池是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。

（1）某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。

①a和b不連接時(shí)，燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ________________________________________。

②a和b用導(dǎo)線連接，Cu極為原電池________極（填“正”或“負(fù)”），該電極反應(yīng)式是_____________________________，溶液中的H＋移向________（填“Cu”或“Zn”）極。

③無(wú)論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕，若轉(zhuǎn)移了0.2 mol電子， 則理論上Zn片質(zhì)量減輕________g。

（2）如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：

①電池的負(fù)極是________（填“a”或“b”）電極，該極的電極反應(yīng)式為： _________________________。

②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH__________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】（1）①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

②正；2H＋＋2e－===H2↑；Cu；

③6.5

（2）①a；CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；

②減小

【解析】

試題分析：分析本題裝置，若a和b不連接，不能構(gòu)成原電池；若a和b連接，則符合構(gòu)成原電池的條件。（1）①若a、b不連接則發(fā)生的是Zn和H2SO4的置換反應(yīng)，離子方程式為：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

故答案為：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；

②a、b連接后，構(gòu)成原電池，Cu的活潑性弱于Zn，Cu為正極，Zn為負(fù)極；正極電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑；溶液中的H＋移向Cu極。

故答案為：正；2H＋＋2e－===H2↑；Cu；

③若轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，則消耗0.1 mol Zn，其質(zhì)量為6.5 g。

故答案為：6.5g；

（2）CH4在反應(yīng)時(shí)失去電子，故a電極是電池的負(fù)極。電極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O減去正極反應(yīng)式O2＋2H2O＋4e－===4OH－，求得。由于電池工作過(guò)程中會(huì)消耗OH－，故一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH會(huì)減小。

故答案為：①a；CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；②減小。