Question

原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步，是化學(xué)對人類的一項重大貢獻(xiàn)．
（1）現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)：
A．NaOH+HCl═NaCl+H₂O；
B．Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
判斷能否設(shè)計成原電池A．

 

，B．

 

．（填“能”或“不能”）
（2）將純鋅片和純銅片按圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
①下列說法正確的是

 

．
A．甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
B．乙中銅片上沒有明顯變化
C．甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少
D．兩燒杯中溶液的pH均增大
②在相同時間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲

 

乙（填“＞”、“＜“或“=”）
③請寫出圖中構(gòu)成原電池的負(fù)極電極反應(yīng)式

 

．
④當(dāng)乙中產(chǎn)生1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時，將鋅、銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測得溶液中c（H⁺）=0.1mol?L^-1（設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變）．試確定原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為

 

．
（3）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑（如O₂）反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能．現(xiàn)設(shè)計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，氫氣為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液；則氫氣應(yīng)通入

 

極（填a或b，下同），電子從

 

極流出．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計成原電池，非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)不能設(shè)計成原電池；
（2）①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)；
②作原電池負(fù)極的金屬加速被腐蝕；
③原電池負(fù)極的金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
④先計算氫離子的物質(zhì)的量再計算原來稀硫酸的濃度；
（3）燃料電池中，燃料通在負(fù)極，正極是氧氣得電子，電子從負(fù)極流向正極．

解答： 解：（1）A．NaOH+HCl═NaCl+H₂O不是氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計成原電池；B．Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑是氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計成原電池，故答案為：不能；能；
（2）①甲裝置是原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，乙裝置發(fā)生化學(xué)腐蝕．
A、甲是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，乙不是，故A錯誤．
B、乙裝置中銅片不反應(yīng)，也沒構(gòu)成原電池的正極，所以銅片上沒有明顯變化，故B正確．
C、甲、乙中鋅片質(zhì)量都減少，故C錯誤．
D、兩個燒杯中都產(chǎn)生氫氣，氫離子濃度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正確．
故選BD；
②原電池原理引起的腐蝕速度大于化學(xué)腐蝕的速度，故答案為：＞．
③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⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
④釋后氫離子的物質(zhì)的量為1L×0.1mol?L^-1=0.1mol，生成氫氣的氫離子的物質(zhì)的量為

1.12L

22.4L/mol

，所以原溶液中氫離子的物質(zhì)的量為0.2mol，原溶液中氫離子的濃度為

0.2mol

0.1L

=2mol/L，一個硫酸分子中含兩個氫離子，所以原溶液中稀硫酸的濃度為1 mol?L^-1，故答案為：1 mol?L^-1；
（3）氫氧燃料電池中，燃料氫氣需通在負(fù)極，即b極，正極是氧氣得電子，電子從負(fù)極b流向正極a，故答案為：b；b．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生原電池的構(gòu)成條件以及燃料電池的工作原理知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．