Question

（1）原電池是把

 

能轉(zhuǎn)化成

 

能的裝置．
（2）在盛有500mL 0.1mol?L^-1 CuSO₄和0.4mol?L^-1 H₂SO₄混合溶液的大燒杯中．用鋅、銅作電極，用導(dǎo)線連接形成原電池，當(dāng)電極鋅消耗13g時(shí)，試寫(xiě)出電極反應(yīng)式：
負(fù)極

 

；
正極

 

．
（3）理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池．
請(qǐng)利用反應(yīng)“3Cu+8H⁺+2NO₃^-═4H₂O+3Cu²⁺+2NO↑”設(shè)制一個(gè)化學(xué)電池，回答下列問(wèn)題：
①該電池的負(fù)極材料是

 

，電極反應(yīng)式

 

，發(fā)生

 

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”），電解質(zhì)溶液是

 

；
②正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是

 

；電極反應(yīng)式為

 

；
③當(dāng)生成的氣體標(biāo)在準(zhǔn)狀況下的體積為0.224L時(shí)，電路中電子轉(zhuǎn)移了

 

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；
（2）根據(jù)消耗的Zn的物質(zhì)的量，結(jié)合電子守恒判斷正極上反應(yīng)的離子，然后書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；
（3）在3Cu+8H⁺+2NO₃^-═4H₂O+3Cu²⁺+2NO↑反應(yīng)中，Cu被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，電解反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺，NO₃^-得電子被還原生成NO，
正極上無(wú)色氣體生成，電極反應(yīng)為4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑，應(yīng)為原電池正極反應(yīng)，正極材料為活潑性比Cu弱的金屬或非金屬材料，
電解質(zhì)溶液為稀硝酸，
根據(jù)電極方程式計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子．

解答： 解：（1）原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故答案為：化學(xué)；電；
（2）已知溶液中：n（CuSO₄）=0.5L×0.1mol/L=0.05mol，n（H⁺）=2n（H₂SO₄）=0.5L×0.4mol/L×2=0.4mol，
當(dāng)電極鋅消耗13g時(shí)，n（Zn）=

m

M

=

13g

65g/mol

=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子為0.2mol×2=0.4mol，
根據(jù)電子守恒可知：正極上消耗的n（Cu²⁺）=0.05mol，n（H⁺）=0.3mol，
所以原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生Zn-2e^-=Zn²⁺，正極分別發(fā)生：Cu²⁺+2e^-=Cu和2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu和2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）①在3Cu+8H⁺+2NO₃^-═4H₂O+3Cu²⁺+2NO↑反應(yīng)中，Cu被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，電解反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺，電解質(zhì)溶液為稀硝酸，
故答案為：Cu；Cu-2e^-=Cu²⁺；氧化；稀硝酸；
②正極上NO₃^-得電子被還原生成NO，正極上有無(wú)色氣體生成，電極反應(yīng)為4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑，
故答案為：正極上有無(wú)色氣體生成；4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑；
③正極反應(yīng)為4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑，當(dāng)生成的氣體標(biāo)在準(zhǔn)狀況下的體積為0.224L時(shí)，即n（NO）=0.01mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.03mol，
故答案為：0.03．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池的工作原理，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，題目難度中等，注意從氧化還原反應(yīng)的角度分析電極反應(yīng)．