Question

某小組同學在實驗室中組裝如圖所示裝置，a為鐵片，b為石墨，請回答：
（1）從能量轉化的角度看，該裝置是將

化學能轉化為電能

（填能量轉化的形式），符合該裝置的化學反應類型一定是

自發進行的放熱的氧化還原

反應．
（2）若容器內盛有H₂SO₄溶液，則b極的電極反應式是

2H⁺+2e^-=H₂

，b極附近觀察到的現象是

有無色氣體生成

；導線中電子流動的方向是

a→b

（用“a→b”或“b→a”表示）．
（3）若容器內盛有NaCl溶液，則a為

負

極（填電極名稱）；b極的電極反應式是

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；

．溶液中的陽離子向

b

（填“a”或“b”）極方向移動．

Answer 1

分析：（1）從能量轉化角度看，該裝置在將化學能轉變為電能的裝置，符合該裝置的化學反應必須是自發進行的放熱的氧化還原反應；
（2）若容器內盛有稀硫酸，鐵、石墨和稀硫酸構成原電池，鐵作負極，石墨作正極，負極上鐵失電子發生氧化反應，正極上氫離子得電子發生還原反應，電子從負極沿導線流向正極；
（3）若容器內盛有氯化鈉溶液，則鐵發生吸氧腐蝕，負極為鐵，正極是石墨，負極上鐵發生氧化反應，正極上氧氣發生還原反應，電解質溶液中陽離子向正極移動．

解答：解：（1）該裝置中沒有外接電源，從能量轉化角度看，該裝置在將化學能轉變為電能的裝置，所以應該是原電池，符合該裝置的化學反應必須是自發進行的放熱的氧化還原反應，故答案為：化學能轉變為電能，自發進行的放熱的氧化還原；
（2）若容器內盛有稀硫酸，鐵、石墨和稀硫酸構成原電池，鐵作負極，石墨作正極，負極上鐵失電子發生氧化反應，正極上氫離子得電子發生還原反應，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂，所以看到的現象是有無色氣體生成，電子從負極a沿導線流向正極b，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂；有無色氣體生成；a→b；
（3）若容器內盛有氯化鈉溶液，則鐵發生吸氧腐蝕，負極為鐵，即a是負極，正極是石墨，負極上鐵發生氧化反應，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電解質溶液中陽離子向正極b移動，
故答案為：負；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；b．

點評：本題考查了原電池原理，根據原電池中正負極上得失電子即可解答，注意鋼鐵發生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的環境，難度不大．