Question

【题目】将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500 mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：

（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。

（1）铁片上的电极反应式为______________，

（2）铜片周围溶液会出现___________的现象。

（3）若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2 g，计算：导线中流过的电子的物质的量为__________mol；

（4）金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。

①图2 B中的Sn为________极，Sn极附近溶液的pH（填“增大”“减小”或“不变”）____。

②图2 C中被腐蚀的金属是___________。比较A、B、C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是______。

（5）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。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氢氧燃料电池的正极电极反应是：___________________。电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度_____________（填“增大”“减小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】 溶液颜色变浅 0.02 正 增大 锌 减小

【解析】

(1)铁比铜活泼，为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为，则铜片周围溶液会出现溶液颜色变浅的现象；

(2)设转移xmol电子，则消耗，析出，则有，；

(3)①B装置构成原电池，Fe更活泼易失电子作负极，Sn作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，电极反应式为↑，导致氢离子浓度降低，溶液的pH增大

②A装置中Fe发生化学腐蚀;装置B、C构成原电池，B装置中Fe更活泼易失电子作负极，Sn作正极;C装置中Zn易失电子作负极，Fe作正极，作负极的金属加速被腐蚀，所以锌被腐蚀，作正极的金属铁被保护，金属腐蚀快慢速率为:作负极的金属>发生化学腐蚀的金属>作正极的金属，所以铁被腐蚀快慢速率为；

(4)①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水，其反应的总方程式为:；

②已知氢氧燃料电池的总反应为:，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。