Question

利用生活中或實驗室中常用的物品，根據氧化還原反應知識和電學知識，自己動手設計一個原電池．請填寫下列空白：
（1）實驗原理：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．
（2）實驗用品：電極

 

、

 

、稀硫酸、

 

（填寫所缺的實驗用品）、耳機（或者電流計）．
（3）實驗裝置：如圖
（4）原電池設計及注意的問題．
①按如圖所示連接好實驗儀器，注意觀察（耳朵聽）耳機是否有聲音發出，如果沒有，可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極（注意：接觸的同時耳機的另一個極是連接在原電池的另一個電極上的），這時可以聽見耳機發出“嚓嚓嚓”聲音．其原因是：在原電池中，由化學能轉化為

 

．
②如果將裝置中的耳機改為電流計，則鐵釘應該接電流計的

 

極，電極反應是

 

；另一極應該接電流計的

 

極，電極發生了

 

反應（“氧化”或“還原”）．

Answer 1

考點：設計原電池

專題：電化學專題

分析：（2）根據電極反應式知，Fe失電子發生氧化反應而作負極，不如Fe活潑的金屬或導電的非金屬作正極，稀硫酸或鹽酸作電解質溶液，還需要容器及電線才能構成原電池；
（4）①原電池是將化學能轉化為電能；
②如果將耳機改為電流計，鐵釘失電子生成亞鐵離子，應該接負極，正極上氫離子得電子發生還原反應而生成氫氣．

解答： 解：（2）根據電極反應式知，Fe失電子發生氧化反應而作負極，不如Fe活潑的金屬或導電的非金屬作正極，如銅或石墨等，稀硫酸或鹽酸作電解質溶液，還需要燒杯盛放電解質溶液，需要電線連接正負極，
故答案為：鐵釘或鐵條；銅釘（其他的惰性電極如鉛筆芯、鉑等）；燒杯、導線；
（4）①原電池通過得失電子將化學能轉化為電能，故答案為：電能；　
②如果將耳機改為電流計，鐵釘失電子生成亞鐵離子，應該接負極，電極反應式為Fe-2e^-═Fe²⁺，正極上氫離子得電子發生還原反應而生成氫氣，
故答案為：負；Fe-2e^-═Fe²⁺；正；還原．

點評：本題考查原電池設計，為考試高頻點，原電池設計依據是電池反應式，知道電池反應式中得失電子物質與正負極、電解質溶液的關系即可解答，同時考查學生思維能力、分析能力及設計能力等，題目難度不大．