Question

2．（1）如图所示的原电池装置，Cu电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑；当导线上通过2.408×10²²个电子时，锌片质量减少1.3g．
（2）氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池，总反应方程式为2H₂+O₂═2H₂O．其中氢气在负（填“正”或“负”）极发生氧化反应（填“氧化”或“还原”）．电路中每转移0.2mol电子，消耗标准状况下H₂的体积是2.24L．

Answer 1

分析 （1）该装置构成原电池，锌易失电子作负极、Cu作正极，电极反应式为：Zn-2e^-=Zn²⁺、2H⁺+2e^-=H₂↑，再结合锌和转移电子之间的关系式计算．
（2）氢氧燃料电池氢气在负极失电子发生氧化反应，根据电极方程式计算消耗的氢气．

解答 解：（1）该装置构成原电池，锌作负极、Cu作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e^-=Zn²⁺，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，电子的物质的量=$\frac{2.408×1{0}^{22}}{6.02×1{0}^{23}}$=0.04mol，
设参加反应的Zn的质量为x
Zn-2e^-=Zn²⁺，
65g   2mol
x    0.04mol
65g：2mol=x：0.04mol
x=$\frac{65g×0.04mol}{2mol}$=1.3g，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；1.3．
（2）氢气具有还原性，在形成原电池反应时，应为负极，被氧化，如为酸性染料电池，负极电极方程式为2H₂-4e^-═4H⁺，如为碱性电解质，负极为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，由电极方程式可知，电路中每转移0.2mol电子，则生成0.1mol氢气，体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案为：负；氧化；2.24．

点评 本题考查了原电池原理，正确书写电极反应式是解本题关键，题目难度不大，注意把握原电池的组成条件和工作原理，学习中注意相关基础知识的积累．