Question

12．（1）觀察如圖所示的兩個裝置，圖1裝置中銅電極上產生大量的無色氣泡，圖2裝置中銅電極上無氣體產生，而鉻電極上產生大量的有色氣體．根據上述現象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學性質為金屬鉻的活潑性比銅強且能和稀硫酸反應生成H₂、金屬鉻易被稀硝酸鈍化．
（2）Ag₂O₂是銀鋅堿性電池的正極活性物質，其電解質溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag₂O₂轉化為Ag，負極的Zn轉化為K₂Zn（OH）₄，寫出該電池反應方程式：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag．
（3）以甲醇為燃料的電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺，正極的反應式為$\frac{3}{2}$O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O．
（4）如圖3為鈉高能電池的結構示意圖，該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應為2Na+xS═Na₂S_x，正極的電極反應式為xS+2e^-═S_x^2-．M（由Na₂O和Al₂O₃制得）的兩個作用是導電和隔離鈉與硫．與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的4.5倍．

Answer 1

分析 （1）由圖1可知還原性Cr＞Cu，但在稀硝酸中卻出現了反常，結合稀硝酸的氧化性，不難推測鉻被稀硝酸鈍化，導致活性降低；
（2）電池放電時正極的Ag₂O₂ 轉化為Ag，負極的Zn轉化為K₂Zn（OH）₄，反應還應有KOH參加，依據轉化寫出電池反應；
（3）甲醇酸性燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧氣得電子發生還原反應；
（4）正極上得電子發生還原反應；熔融狀態下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質導電，且鈉易和硫反應；根據轉移電子和負極質量的關系分析．

解答 解：（1）由圖1可知還原性Cr＞Cu，但在稀硝酸中卻出現了反常，結合稀硝酸的氧化性，不難推測鉻被稀硝酸鈍化，導致活性降低，
故答案為：金屬鉻的活動性比銅的強且能和稀硫酸反應生成H₂；金屬鉻易被稀硝酸鈍化；
（2）電池放電時正極的Ag₂O₂ 轉化為Ag，負極的Zn轉化為K₂Zn（OH）₄，正極電極反應式為Ag₂O₂+4e^-+2H₂O═2Ag+4OH^-，負極電極反應式為2Zn-4e^-+8OH^-═2Zn（OH）₄^2-，反應還應有KOH參加，反應的總方程式為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag；
故答案為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag；
（3）甲醇燃料電池中，負極上甲醇失電子發生氧化反應，電極反應式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為$\frac{3}{2}$O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O，
故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；$\frac{3}{2}$O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O；
（4）正極上硫得電子發生還原反應，所以正極電極反應式為：xS+2e^-═S_x^2-，熔融狀態下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質導電，且鈉易和硫反應，所以它起到隔離作用，
鈉高能電池中負極為鈉，有23g鈉消耗釋放1mol e^-，則207g鈉消耗時轉移207/23mol e^-，鉛蓄電池的電極反應為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，鉛蓄電池中鉛是負極，207g鉛消耗時轉移 2mol e^-，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的：207÷23÷2=4.5 倍，
故答案為：xS+2e^-═S_x^2-；導電和隔離鈉與硫；4.5．

點評 本題考查了原電池原理，明確正負極上得失電子及反應類型是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，注意結合電解質溶液的酸堿性書寫，側重于考查學生的分析能力和計算能力．