Question

【題目】原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲(chǔ)能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步，是化學(xué)對(duì)人類的重大貢獻(xiàn)。

Ⅰ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)“Cu＋2Ag+ ＝2 Ag +Cu2+ ”設(shè)制一個(gè)化學(xué)電池，回答下列問題：

（1）該電池的正極材料是______，負(fù)極材料是_______，電解質(zhì)溶液是____________；

（2）正極的反應(yīng)式為______________________

（3）若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子2 mol，則生成銀________克。

Ⅱ?qū)⒓冧\片和純銅片按圖方式插入100 mL相同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，回答下列問題：

（4）在相同時(shí)間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲_______乙（填“＞”、“＜“或“＝” ）。

（5）請(qǐng)寫出圖中構(gòu)成原電池的負(fù)極電極反應(yīng)式_______________。 電池工作時(shí)，溶液中SO42-向______極（填正、負(fù)）移動(dòng)，電池工作完成后，溶液中SO42－濃度_______（填增大或減小或不變）。

Answer 1

【答案】碳棒或者Pt 銅（Cu） AgNO3溶液 Ag++e-=Ag或者2Ag++2e-=2Ag 216 ＞ Zn -2e-= Zn2+ 負(fù) 不變

【解析】

Ⅰ在Cu+2Ag＋=2Ag+Cu2＋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＋，Ag＋得電子被還原生成單質(zhì)Ag，正極上有銀白色物質(zhì)生成，電極反應(yīng)為Ag＋+e－=Ag，應(yīng)為原電池正極反應(yīng)，正極材料為活潑性比Cu的金屬或非金屬材料，電解質(zhì)溶液為含Ag＋離子的溶液，如AgNO3，原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，以形成閉合回路。

Ⅱ甲裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以是原電池，乙不能形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，兩個(gè)燒杯中，鋅都失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，甲中銅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，乙中鋅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

Ⅰ（1）在Cu+2Ag＋=2Ag+Cu2＋反應(yīng)中，正極為碳棒或者Pt，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)溶液為含Ag＋離子的溶液，如AgNO3，故答案為： 碳棒或者Pt；銅（Cu）；AgNO3溶液；

（2）正極的反應(yīng)式為Ag++e-=Ag或者2Ag++2e-=2Ag ；故答案為：Ag++e-=Ag或者2Ag++2e-=2Ag ；

（3）若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子2 mol，由電極方程式Ag++e-=Ag，生成2molAg，m(Ag)=108g·mol－1 ×2mol=216g，則生成銀216 克。故答案為：216 ；

Ⅱ（4）在相同時(shí)間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：原電池原理引起的腐蝕速度大于化學(xué)腐蝕的速度，甲>乙，故答案為：＞；

（5）構(gòu)成原電池的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e－=Zn2＋，電池工作時(shí)，SO42－流向負(fù)極，由于硫酸根離子未參與電極反應(yīng)，故反應(yīng)完成后濃度不變，故答案為：Zn-2e－=Zn2＋；負(fù)；不變。