Question

【題目】電池在我們的生活中有著重要的應(yīng)用，請回答下列問題：

（1）為了驗(yàn)證與和的氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>____________________（填序號），寫出正極的電極反應(yīng)式___________________。若構(gòu)建原電池時兩個電極的質(zhì)量相等，當(dāng)導(dǎo)線中通過電子時，兩個電極的質(zhì)量差為____________________。

（2）將設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示（A、B為多孔碳棒）。

實(shí)驗(yàn)測得電池工作時向B電極定向移動，則____________________（填“A”或“B”）處電極入口通甲烷，其電極反應(yīng)式為_____________。

（3）以氨作為燃料的燃料電池，具有能量效率高的特點(diǎn)，另外氨氣含氫量高，易液化，方便運(yùn)輸和貯存，是很好的氫源載體。燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示：

①a極是電池的____________________（填“正”或“負(fù)”）極，電極反應(yīng)式為_______________________。

②當(dāng)生成時，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為____________________。

Answer 1

【答案】③ Cu2++2e-=Cu 6g B CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 負(fù) 2NH3-6e-+6OH-=N2+3H2O 3mol

【解析】

根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的強(qiáng)弱規(guī)律設(shè)計原電池；根據(jù)離子遷移方向判斷原電池的電極的極性；燃料電池中，燃料從負(fù)極通入。

（1）為了驗(yàn)證與和的氧化性強(qiáng)弱，應(yīng)設(shè)法讓裝置中發(fā)生Fe+Cu2+=Fe2++Cu，在該反應(yīng)中，Cu2+是氧化劑、Fe2+是氧化產(chǎn)物。若將此反應(yīng)設(shè)計為原電池，應(yīng)將Fe作負(fù)極、氯化銅溶液作電解質(zhì)溶液，該原電池工作時，鐵片的質(zhì)量不斷減小，碳棒表面有紅色物質(zhì)生成，溶液的顏色變淺。故能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茄b置③，其正極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu。裝置①只能證明的氧化性強(qiáng)于，裝置②只能證明的氧化性強(qiáng)于。若構(gòu)建原電池時兩個電極的質(zhì)量相等，當(dāng)導(dǎo)線中通過電子時，負(fù)極上Fe溶解0.05mol，正極上析出0.05mol Cu，因此，兩個電極的質(zhì)量差為0.05mol(64+56)g/mol=6g。

（2）實(shí)驗(yàn)測得電池工作時向B電極定向移動，則B電極為該電池的負(fù)極，應(yīng)從B處電極入口通甲烷，其電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。

（3）①由圖中信息可知，從a極通入氨氣，故其為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+3H2O。

②由電極反應(yīng)式可知，當(dāng)生成時，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為6mol，因此，當(dāng)生成時，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為3mol。