Question

【題目】原電池是化學(xué)對人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。

(1)某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。

①a和b不連接時(shí)，燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________。

②a和b用導(dǎo)線連接，Cu極為原電池__極(填“正”或“負(fù)”)，該電極反應(yīng)式是_，溶液中的H＋移向_____(填“Cu”或“Zn”)極。

③無論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕，若轉(zhuǎn)移了0.2 mol電子，則理論上Zn片質(zhì)量減輕________g。

(2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①電池的負(fù)極是_______(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應(yīng)式為： ________

②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)

Answer 1

【答案】Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑ 正 2H＋＋2e－=H2↑ Cu 6.5 a CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O 減小

【解析】

(2)根據(jù)圖示可知CH4轉(zhuǎn)化為CO發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入CH4的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極。

(1)①a和b不連接時(shí)，燒杯中發(fā)生鋅與硫酸的置換反應(yīng)，離子方程式為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑；

②a和b用導(dǎo)線連接，Cu電極上發(fā)生氫離子得電子的還原反應(yīng)，為原電池的正極；電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑；原電池中陽離子流向正極，所以氫離子移向Cu極；

③無論是否連接a和b，Zn都發(fā)生Zn－2e－=Zn2+，所以轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，有0.1molZn轉(zhuǎn)化為Zn2+，質(zhì)量減輕0.1mol×65g/mol=6.5g；

(2)①該電池中CH4失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a電極為負(fù)極；電解質(zhì)溶液為堿性，所以電極反應(yīng)式為CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O；

②甲烷燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2OH-= CO+3H2O，反應(yīng)中OH-參加反應(yīng)導(dǎo)致溶液中c(OH-)減小，溶液的pH減小。