Question

【題目】某興趣小組用下圖裝置研究原電池的工作原理。

(1)甲中K斷開時，裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________；K閉合時，Cu棒上的現(xiàn)象為__________，它為原電池的___(填“正”或“負(fù)”)極，電極反應(yīng)式為_______，外電路電流的方向由___到______(填“Cu”或“Zn”)。

(2)乙圖為氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖，其中通入氫氣的一極為電池的____填“正”或“負(fù)”)極，發(fā)生____(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。

(3)某同學(xué)欲把反應(yīng)Fe+2FeCl3=3FeCl2設(shè)計成原電池，請寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式： _________________。

Answer 1

【答案】Zn+2H+=Zn2++H2↑ 有氣泡產(chǎn)生 正 2H++2e=H2↑ Cu Zn 負(fù) 氧化 Fe－2e=Fe2+

【解析】

由裝置分析可知，甲中K斷開時，未構(gòu)成原電池，Zn直接與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣；K閉合時，構(gòu)成原電池，Zn為負(fù)極；乙為氫氧燃料電池，燃料電池中通入氧氣的極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分解結(jié)合原電池知識解答問題。

(1)甲中K斷開時，未構(gòu)成原電池，Zn直接與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Zn+2H+=Zn2++H2↑；K閉合時，構(gòu)成原電池，Zn為負(fù)極，Zn失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，則Cu為正極，電極表面H+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H++2e=H2↑，可觀察到Cu棒上產(chǎn)生氣泡，外電路電流方向由正極到負(fù)極，即由Cu到Zn，故答案為：Zn+2H+=Zn2++H2↑；有氣泡產(chǎn)生；正；2H++2e=H2↑；Cu；Zn；

(2)燃料電池中通入氧氣的極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：負(fù)；氧化；

(3)反應(yīng)Fe+2FeCl3=3FeCl2中Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)為原電池的負(fù)極材料，電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇FeCl3溶液，其中負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，故答案為：Fe-2e-=Fe2+。