Question

4．如圖為原電池裝置示意圖：
（1）若A為Zn，B為石墨棒，電解質溶液為稀硫酸，則A電極名稱為負極，寫出正極的電極反應式：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）若A為銅片，B為鐵片，電解質為FeCl₃溶液，則銅片作為正極（填“正”或“負”），寫出電極反應式：正極2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，負極Fe-2e^-=Fe²⁺．
（3）若A、B均為鉑片，電解質為KOH溶液，分別從A、B兩極通入H₂和O₂，該電池即為燃料電池，通入氧氣的一極為該電池的正極（填“正”或“負”），該電池的總反應式為：2H₂+O₂=2H₂O．
（4）若A為Pb，B為PbO₂，構成鉛蓄電池，其放電時總反應方程式為：PbO₂+Pb+2H₂SO₄$?_{充電}^{放電}$2PbSO₄+2H₂O，該電池工作時，負極材料是Pb，正極反應式：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，若電路中轉移2mol e^-，則消耗H₂SO₄的物質的量為2mol．

Answer 1

分析 （1）該原電池中，鋅失電子變成離子進入溶液，所以鋅極即A極為負極，石墨為正極，正極上氫離子得電子生成氫氣；
（2）該原電池中，鐵片失電子變成二價鐵離子進入溶液，所以鐵片作負極，銅片作正極，正極上三價鐵離子得電子生成二價鐵離子；
（3）在原電池中失電子的一極為負極，得電子的一極為正極，在氫氧燃料電池中，氧氣得電子，所以通入氧氣的一極為該電池的正極；氫氣和氧氣反應生成水，電極反應式相加得電池反應式；
（4）根據電池反應式知，Pb元素化合價由0價、+4價變?yōu)?2價，得電子化合價降低的反應物為正極、失電子化合價升高的金屬為負極；正極上PbO₂得電子和H₂SO₄反應生成PbSO₄，電路中轉移2mol e^-，根據方程式計算消耗H₂SO₄的物質的量．

解答 解：（1）該原電池中，鋅失電子變成離子進入溶液，所以鋅極即A極為負極，石墨為正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：負極；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）該原電池中，鐵片失電子變成二價鐵離子進入溶液，電極反應式為 Fe-2e^-=Fe²⁺；所以鐵片作負極，銅片作正極，正極上三價鐵離子得電子生成二價鐵離子，電極反應式為2Fe³⁺+2 e^-=2Fe²⁺，故答案為：正；2Fe³⁺+2 e^-=2Fe²⁺；Fe-2e^-=Fe²⁺； 
（3）在原電池中失電子的一極為負極，得電子的一極為正極，在氫氧燃料電池中，氧氣得電子，所以通入氧氣的一極為該電池的正極；氫氣和氧氣反應生成水，所以電池反應式為2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：正；2H₂+O₂=2H₂O；
（4）根據電池反應式知，Pb元素化合價由0價、+4價變?yōu)?2價，失電子化合價升高的金屬為負極，則Pb為負極；放電時，正極上PbO₂得電子和H₂SO₄反應生成PbSO₄，電極反應式為PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；電路中轉移2mole^-，消耗4mol氫離子，即2mol硫酸，故答案為：Pb；PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；2．

點評 本題考查了原電池的正負極的判斷及電極反應式的書寫及計算等知識點，寫電極反應式時要注意電解質溶液的成分．