Question

（1）下列裝置能組成原電池的是______．（填序號）

（2）對于鋅-銅-稀硫酸組成的原電池裝置，當導線中有1mol電子通過時，鋅片溶解了______g，銅片上析出______升 H₂（標準狀況下）．電池總反應的化學方程式為______．
（3）如右圖所示裝置，若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為______，總反應方程為______．該裝置將______能轉化為______能．
（4）利用反應：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺設計一個化學電池（電極材料和電解液自選），畫出實驗裝置圖，注明電解質溶液名稱和正負極材料．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據原電池的構成條件分析，原電池的構成條件是：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質溶液中，③兩電極間構成閉合回路，④能自發的進行氧化還原反應．
（2）銅鋅原電池中，負極上鋅失電子發生氧化反應，正極上氫離子得電子發生還原反應，根據鋅、氫氣和轉移電子之間的關系式計算；
（3）該裝置能自發的進行氧化還原反應，所以構成原電池，在該溶液中鋁易失電子而作負極，則鎂作正極；
（4）在Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺反應中，Fe被氧化，應為原電池的負極，電解反應為：Fe-2e-=Fe²⁺，Fe³⁺得電子被還原，應為原電池正極反應，正極材料為活潑性比Fe的金屬或非金屬材料，電解質溶液為含Fe³⁺離子的溶液，如FeCl₃．
解答：解：（1）II中不能自發的進行氧化還原反應，所以不能構成原電池；
V中不能構成閉合回路，所以不能構成原電池，則Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ符合原電池構成條件，所以能形成原電池，故選I、III、IV；
（2）該原電池中，鋅作負極，銅作正極，負極上鋅失電子發生氧化反應，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以電池反應式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，根據轉移電子相等得，鋅減少的質量=，生成氫氣的體積==11.2L，
故答案為：32.5g，11.2L，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（3）該裝置符合原電池的構成條件，所以是原電池，原電池是將化學能轉變為電能的裝置，鋁在堿性溶液中比鎂易失電子，所以鋁作負極，負極上鋁失電子和氫氧根離子反應生成偏鋁酸根離子，正極上水得電子生成氫氣，所以電池反應式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：Al，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，化學能、電能；
（4）在Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺反應中，Fe被氧化，應為原電池的負極，電解反應為：Fe-2e^-=Fe²⁺，Fe³⁺得電子被還原，應為原電池正極反應，正極材料為活潑性比Fe的金屬或非金屬材料如碳棒，電解質溶液為含Fe³⁺離子的溶液，如FeCl₃，
，
故答案為：．
點評：本題考查了原電池原理，難點是原電池的設計，這也是考試熱點，根據電池反應式判斷負極材料及電解質溶液，易錯點是（3）題，注意不能根據電極材料的活潑性確定正負極，為易錯點．