Question

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．
I、某中學(xué)研究小組，將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如圖所示）．在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄電壓指針的移動(dòng)方向和電壓表的讀數(shù)如表如示：

金屬	電子流動(dòng)方向	電壓/V
A	A-→Fe	+0.76
B	Fe-→B	-0.18
C	C-→Fe	+1.32
D	D-→Fe	+0.28

已知構(gòu)成原電池兩電極的金屬活動(dòng)性相差越大，電壓表讀數(shù)越大．請(qǐng)判斷：
（1）A、B、C、D四種金屬中活潑性最強(qiáng)的是

 

（用字母表示）．
（2）若濾紙改用NaOH溶液浸潤(rùn)一段時(shí)間后，則在濾紙上能看到有白色物質(zhì)析出，后迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成褐色．則濾紙上方的金屬片為

 

（用字母表示）．
II、設(shè)計(jì)出燃料電池使液化石油氣氧化直接產(chǎn)生電流是新世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一．最近有人制造了一種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入液化石油氣（以C₄H₁₀表示），電池的電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O^2-．
（3）該電池的負(fù)極反應(yīng)為：

 

，正極反應(yīng)式為

 

．
（4）液化石油氣燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全而產(chǎn)生的

 

（填寫物質(zhì)的名稱）堵塞電極的氣體通道．

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）構(gòu)成原電池兩電極的金屬活動(dòng)性相差越大，電壓表讀數(shù)越大，結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知鐵作負(fù)極失電子，依此分析．
（3）燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，通入空氣的一極為正極，通入液化石油氣的一極為負(fù)極；
（4）氧化反應(yīng)不完全，可生成碳．

解答： 解：（1）構(gòu)成原電池兩電極的金屬活動(dòng)性相差越大，電壓表讀數(shù)越大，由表中數(shù)據(jù)可知，在A、C、D與鐵形成原電池中電子流向鐵，則鐵為正極，所以A、C、D活潑性都大于Fe，而C與Fe形成的原電池中電壓最大，所以C最活潑；
故答案為：C；
（2）若濾紙改用NaOH溶液浸潤(rùn)一段時(shí)間后，則在濾紙上能看到有白色物質(zhì)析出，后迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成褐色，說明鐵被腐蝕，鐵做負(fù)極，由表中電子流向可知，B與Fe形成的原電池中電子由Fe流向B，F(xiàn)e作負(fù)極，
故答案為：B；
（3）通入液化石油氣的一極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為C₄H₁₀+13O^2--26e^-=4CO₂+5H₂O，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+4e^-=2O^2-，故答案為：C₄H₁₀+13O^2--26e^-=4CO₂+5H₂O； O₂+4e^-=2O^2-；
（4）氧化反應(yīng)不完全，可生成碳，可堵塞氣體通道，故答案為：固體碳（或炭粒）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查考查較為綜合，涉及化學(xué)電源新型電池、電解池原理的應(yīng)用等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，明確原電池原理是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，難度中等．