Question

某興趣小組同學(xué)利用氧化還原反應(yīng)：2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O
設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol?L^-1，鹽橋中裝有飽和K₂SO₄溶液．回答下列問題：

（1）發(fā)生氧化反應(yīng)的燒杯是

 

（填“甲”或“乙”）．
（2）外電路的電流方向?yàn)椋簭?div id="zgwbzco" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

到

 

（填“a”或“b”）．
（3）電池工作時(shí)，鹽橋中的SO₄^2-移向

 

（填“甲”或“乙”）燒杯．
（4）甲燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

．
（5）已知燃料電池的總反應(yīng)式為CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，電池中有一極的電極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，這個(gè)電極是燃料電池的

 

（填“正極”或“負(fù)極”），另一個(gè)電極上的電極反應(yīng)式為：

 

．隨著電池不斷放電，電解質(zhì)溶液的堿性

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）

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）-（4）由2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O可知，Mn元素的化合價(jià)降低，得到電子，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，失去電子，則b為負(fù)極，a為正極，結(jié)合原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電流從正極流向負(fù)極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)來解答；
（5）燃料電池中，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；根據(jù)電池反應(yīng)式中氫氧根離子濃度是否變化分析解答．

解答： 解：由2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O可知，Mn元素的化合價(jià)降低，得到電子，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，失去電子，則b為負(fù)極，a為正極，
（1）b為負(fù)極，則乙燒杯中發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：乙；
（2）由上述分析可知，a為正極，電流由正極流向負(fù)極，即從a流向b，故答案為：a；b；
（3）陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則鹽橋中的SO₄^2-移向乙燒杯中，故答案為：乙；
（4）甲燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)，Mn元素的化合價(jià)降低，電極反應(yīng)為MnO₄^-+8H⁺+5e^-═Mn²⁺+4H₂O，故答案為：MnO₄^-+8H⁺+5e^-═Mn²⁺+4H₂O；
（5）CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O中C元素化合價(jià)由-4價(jià)變?yōu)?4價(jià)，所以甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其所在電極為負(fù)極，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，該燃料電池電池反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，氫氧根離子參加反應(yīng)，所以反應(yīng)過程中氫氧根離子濃度減小，溶液的pH減小，故答案為：負(fù)極；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；減小．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池的工作原理及常見的化學(xué)電源，明確氧化還原反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化及原電池工作原理是解答本題的關(guān)鍵，題目難度不大．