Question

（1）下列装置能组成原电池的是

I、III、IV

．（填序号）

（2）对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置，当导线中有1mol电子通过时，锌片溶解了

32.5

g，铜片上析出

11.2

升 H₂（标准状况下）．电池总反应的化学方程式为

Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑

．
（3）如右图所示装置，若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为

铝

，总反应方程为

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

．该装置将

化学能

能转化为

电

能．
（4）利用反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺设计一个化学电池（电极材料和电解液自选），画出实验装置图，注明电解质溶液名称和正负极材料．

Answer 1

分析：（1）根据原电池的构成条件分析，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应．
（2）铜锌原电池中，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，根据锌、氢气和转移电子之间的关系式计算；
（3）该装置能自发的进行氧化还原反应，所以构成原电池，在该溶液中铝易失电子而作负极，则镁作正极；
（4）在Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电解反应为：Fe-2e-=Fe²⁺，Fe³⁺得电子被还原，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe的金属或非金属材料，电解质溶液为含Fe³⁺离子的溶液，如FeCl₃．

解答：解：（1）II中不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池；
V中不能构成闭合回路，所以不能构成原电池，则Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ符合原电池构成条件，所以能形成原电池，故选I、III、IV；
（2）该原电池中，锌作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子生成氢气，所以电池反应式为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，根据转移电子相等得，锌减少的质量=

1mol

2

×65g/mol=32.5g，生成氢气的体积=

1mol

2

×22.4L/mol=11.2L，
故答案为：32.5g，11.2L，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（3）该装置符合原电池的构成条件，所以是原电池，原电池是将化学能转变为电能的装置，铝在碱性溶液中比镁易失电子，所以铝作负极，负极上铝失电子和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子，正极上水得电子生成氢气，所以电池反应式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案为：Al，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，化学能、电能；
（4）在Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电解反应为：Fe-2e^-=Fe²⁺，Fe³⁺得电子被还原，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe的金属或非金属材料如碳棒，电解质溶液为含Fe³⁺离子的溶液，如FeCl₃，
，
故答案为：．

点评：本题考查了原电池原理，难点是原电池的设计，这也是考试热点，根据电池反应式判断负极材料及电解质溶液，易错点是（3）题，注意不能根据电极材料的活泼性确定正负极，为易错点．