Question

18．如图所示，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡．小心地从烧杯中央滴入CuSO₄溶液．
（1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）D．
A．铁圈和银圈左右摇摆不定       B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜                  D．银圈向下倾斜
（2）产生上述现象的原因是铁、银、硫酸铜构成原电池，铁不断失电子而减少，银上不断析出铜，质量增加，所以银圈逐渐向下倾斜
（3）银圈上发生的反应式Cu²⁺+2e^-=Cu
（4）据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇（CH₃OH）和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电．据此请回答以下问题：甲醇是负极，电极反应是CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O电池反应的离子方程式是2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）铁圈和银圈连接浸入硫酸铜溶液中，该装置构成了原电池，铁较活泼的金属作负极，银较不活泼的金属作正极，根据正负极上发生的电极反应判断反应现象；（2）铁、银、硫酸铜构成原电池，铁不断失电子而减少，银上不断析出铜，质量增加；
（3）银圈是正极，电极上发生的反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）甲醇燃料电池放电时，C元素的化合价升高，所以甲醇所在电极为原电池的负极，O元素的化合价降低，所以通入氧气的极为原电池的正极，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，以此来解答．

解答 解：（1）依据金属活动顺序可知铁的活泼性强于银，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡．小心地从烧杯中央滴入CuSO₄溶液后，该装置构成了原电池，铁较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应生成铁离子，质量减小；银较不活泼的金属作正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，在银圈上析出，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜，
故选D；
（2）产生上述现象的原因是：铁、银、硫酸铜构成原电池，铁不断失电子而减少，银上不断析出铜，质量增加，所以银圈逐渐向下倾斜；
故答案为：铁、银、硫酸铜构成原电池，铁不断失电子而减少，银上不断析出铜，质量增加，所以银圈逐渐向下倾斜；
（3）银圈是正极，电极上发生的反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）CH₃OH和O₂在电池中，肯定是O₂氧化CH₃OH，CH₃OH是负极反应物，O₂是正极反应物．CH₃OH被氧化生成CO₂和H₂O，电解质溶液中有强碱（OH^-），CO₂要转化CO₃^2-，甲醇是负极，电极反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O，CH₃OH被氧化生成CO₂和H₂O，电解质溶液中有强碱（OH^-），则CO₂要转化CO₃^2-，电池反应为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O，故答案为：负；CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O．

点评 本题考查了电解池工作的原理，明确铁和银的活泼性强弱顺序，原电池工作的原理是解题的关键．