Question

【题目】(1)科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。

①上述生产硫酸的总反应方程式为_____，b是_____极(填“正”或“负”)，a电极反应式为_______，生产过程中H+向_____(填a或b)电极区域运动。

②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是_____(填字母)。

A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移

B.原申池装置需要2个活泼性不同的金属电极

C.电极一定不能参加反应

D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生

(2)若需将反应：Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+设计成原电池装置，则负极材料为_____，电解质溶液为_____。

(3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜(只允许H+通过)燃料电池的结构示意图如图：电池总反应为2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，c电极为_____极(填“正”或“负”)，c电极反应方程式为_________。

Answer 1

【答案】2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4 正 SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－ b D Cu FeCl3溶液 负 CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+

【解析】

（1）①根据图示可知：二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸，反应方程式为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入SO2的电极是负极，通入氧气的电极是正极，所以a是负极，b是正极，负极上二氧化硫失电子发生氧化反应，电极反应式为：SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－，溶液中阳离子向正极移动，所以H+向正极b电极区域运动，故答案为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，正，SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－，b。

②A.原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池要有自发进行的氧化还原反应发生，所以原电池反应的过程中一定有电子的转移，故A错误；

B.原申池装置需要2个活泼性不同的电极，可以是金属电极，也可以是能导电的非金属电极如石墨电极，故B错误；

C.活泼金属作负极失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，一般负极溶解，正极质量增加或析出气体，所以电极可以参加反应，故C错误；

D.氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，故D正确。

故答案为：D。

（2）根据反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+可知铜失去电子，作负极，铁离子得到电子，因此电解质溶液中必须含有铁离子，所以若设计成原电池装置，则负极材料为铜，正极材料为石墨，电解质溶液可以是氯化铁溶液，故答案为：Cu，FeCl3溶液。

（3）甲醇具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，因c为负极，d为正极，故答案为：负，CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+。