Question

7．人們應用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要．以下每小題中的電池廣泛使用于日常生活、生產和科學技術等方面，請根據題中提供的信息，填寫空格．
（1）鉛蓄電池在放電時發生的電池反應式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O．正極電極反應式為PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O．
（2）FeCl₃溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，發生2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，若將此反應設計成原電池，則負極所用電極材料為Cu，當線路中轉移0.2mol電子時，則被腐蝕銅的質量為6.4g．
（3）將鋁片和銅片用導線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個原電池中，負極分別為B．
A．鋁片、銅片　　B．銅片、鋁片　　C．鋁片、鋁片
（4）燃料電池是一種高效、環境友好的供電裝置，如圖是電解質為稀硫酸溶液的氫氧燃料電池原理示意圖，回答下列問題：
①氫氧燃料電池的總反應化學方程式是：2H₂+O₂=2H₂O．
②電池工作一段時間后硫酸溶液的濃度減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）放電時，正極上PbO₂得電子；
（2）該電池反應中，銅失電子發生氧化反應，作負極；根據電極方程式計算；
（3）原電池中失電子的一極為負極；
（4）①氫氧燃料電池的總反應即是氫氣與氧氣反應生成水；
②根據燃料電池的總反應方程式判斷硫酸濃度的變化．

解答 解：（1）放電時，正極上PbO₂得電子，正極反應式為PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O，
故答案為：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O；
（2）該電池反應中，銅失電子發生氧化反應，作負極；負極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，則當線路中轉移0.2mol電子時，反應的Cu為0.1mol，其質量為6.4g，
故答案為：Cu；6.4；
（3）鋁片和銅片插入濃HNO₃溶液中，金屬鋁會鈍化，金屬銅和濃硝酸之間會發生自發的氧化還原反應，此時金屬銅時負極，金屬鋁是正極；
插入稀NaOH溶液中，金屬銅和它不反應，金屬鋁能和氫氧化鈉發生自發的氧化還原反應，此時金屬鋁是負極，金屬銅是正極，
故答案為：B；
（4）①氫氧燃料電池的總反應即是氫氣與氧氣反應生成水，其反應的總方程式為：2H₂+O₂=2H₂O，
故答案為：2H₂+O₂=2H₂O；
②已知氫氧燃料電池的總反應為：2H₂+O₂=2H₂O，電池工作一段時間后，生成水使溶液體積增大，則硫酸的濃度減小，
故答案為：減小．

點評 本題考查了原電池原理的應用，涉及電極判斷與電極反應式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極以及電極方程式的書寫，本題中難點和易錯點為電極方程式的書寫．