Question

20．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要．以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格．
（1）铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O．
正极电极反应式为PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O．
（2）FeCl₃溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为Cu，当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为6.4g．
（3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为B．
A．铝片、铜片　　B．铜片、铝片　　C．铝片、铝片
（4）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①该氢氧燃料电池的正极反应方程式是：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）放电时，正极上PbO₂得电子；
（2）该电池反应中，铜失电子发生氧化反应，作负极；根据电极方程式计算；
（3）原电池中失电子的一极为负极；
（4）①氢氧燃料电池的正极是氧气得电子发生还原反应；
②根据燃料电池的总反应方程式判断硫酸浓度的变化．

解答 解：（1）放电时，正极上PbO₂得电子，正极反应式为PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O，
故答案为：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O；
（2）该电池反应中，铜失电子发生氧化反应，作负极；负极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，则当线路中转移0.2mol电子时，反应的Cu为0.1mol，其质量为6.4g；
故答案为：Cu；6.4；
（3）铝片和铜片插入浓HNO₃溶液中，金属铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间会发生自发的氧化还原反应，此时金属铜时负极，金属铝是正极；
插入稀NaOH溶液中，金属铜和它不反应，金属铝能和氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，此时金属铝是负极，金属铜是正极；
故答案为：B；
（4）①氢氧燃料电池的正极是氧气得电子发生还原反应，电解质是酸性环境，所以电极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
②已知氢氧燃料电池的总反应为：2H₂+O₂=2H₂O，电池工作一段时间后，生成水使溶液体积增大，则硫酸的浓度减小；
故答案为：减小．

点评 本题考查了原电池原理的应用，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极．