Question

【題目】根據下列原電池的裝置圖，回答問題：

（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發生偏轉，B電極材料為Fe且做負極，則A電極上發生的電極反應式為____________________；反應進行一段時間后溶液C的pH將________（填“升高”“降低”或“基本不變”）。

（2）若需將反應：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設計成如上圖所示的原電池裝置，則負極A極材料為 ，正極B極材料為 ，溶液C為 。

（3）用CH4和O2組合形成的質子交換膜燃料電池的結構示意圖如下：

①則d電極是________（填“正極”或“負極”），c電極的反應方程式為：_____ 。

②若線路中轉移2 mol電子，則上述燃料電池，消耗的O2在標況下的體積為______ L。

Answer 1

【答案】（1） 2H＋＋2e－===H2↑ 升高

（2）Cu石墨（或比銅活潑性弱的金屬） 含Fe3+的溶液

（3）①正 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ ②11．2

【解析】

試題分析：（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發生偏轉，B電極材料為Fe且做負極，電極反應為Fe-2e-=Fe2+，A為正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應為2H＋＋2e－===H2↑；氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液PH升高；

（2）將反應Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設計成上圖所示的原電池裝置，Cu元素的化合價由0價升高到+2價，失電子作原電池的負極，則負極A極材料為Cu，正極B極材料為石墨，Fe3＋在正極得電子發生還原反應，溶液C用可溶性鐵鹽，即含Fe3＋的溶液。

（3）①根據甲烷燃料電池的結構示意圖可知，電子流出的電極為負極，c為負極，d為正極，在燃料電池中，氧氣在正極得電子發生還原反應，甲烷在負極失電子發生氧化反應，所以c電極的反應方程式為CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。

②根據正極電極反應式：O2+4e－+4H＋=2H2O，則線路中轉移2 mol電子時，消耗的O2為0．5mol，在標況下的體積為0．5mol×22．4L/mol=11．2L。