Question

【题目】原电池是化学对人类的一项重大贡献。

(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。

①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是__________________。

②a和b用导线连接，Cu极为原电池__极(填“正”或“负”)，该电极反应式是_，溶液中的H＋移向_____(填“Cu”或“Zn”)极。

③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻________g。

(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①电池的负极是_______(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为： ________

②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)

Answer 1

【答案】Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑ 正 2H＋＋2e－=H2↑ Cu 6.5 a CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O 减小

【解析】

(2)根据图示可知CH4转化为CO发生氧化反应，所以通入CH4的一极为负极，通入氧气的一极为正极。

(1)①a和b不连接时，烧杯中发生锌与硫酸的置换反应，离子方程式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑；

②a和b用导线连接，Cu电极上发生氢离子得电子的还原反应，为原电池的正极；电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；原电池中阳离子流向正极，所以氢离子移向Cu极；

③无论是否连接a和b，Zn都发生Zn－2e－=Zn2+，所以转移0.2mol电子时，有0.1molZn转化为Zn2+，质量减轻0.1mol×65g/mol=6.5g；

(2)①该电池中CH4失电子发生氧化反应，所以a电极为负极；电解质溶液为碱性，所以电极反应式为CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O；

②甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-= CO+3H2O，反应中OH-参加反应导致溶液中c(OH-)减小，溶液的pH减小。