Question

【题目】如图所示，是原电池的装置图。请回答：

(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为____________；

(2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为______，B(正极)极材料为________，溶液C为________。

(3)若C为CuCl2溶液，Zn是________极，Cu电极反应为_________________。反应过程溶液中c(Cu2＋)________(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：

电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为________。若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为________L。

Answer 1

【答案】2H++2e-=H2↑ 铜 C FeCl3溶液 负 Cu2++2e-=Cu 变小 负极 H2O+CH3OH-6e-=CO2+6H+ 11.2

【解析】

利用原电池的工作原理，进行分析判断；

（1）C为稀硫酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe，且作负极，A电极为正极，总电极反应式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，即A电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；

答案为2H＋＋2e－=H2↑；

（2）根据原电池工作原理，以及总电极反应式，负极材料是Cu，正极材料是石墨，溶液C为FeCl3；

答案为Cu；石墨；FeCl3溶液；

（3）Zn比Cu活泼，Zn为负极，锌电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，Cu为正极，Cu电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，整个过程中Cu2＋被消耗，即c(Cu2＋)变小；

答案为负极；Cu2＋＋2e－=Cu；变小；

（4）根据装置图，电子从电极c流向电极d，因此电极c为负极，燃料电池中通燃料一极为负极，即CH3OH在负极上失去电子，其电极反应式为H2O+CH3OH-6e－=CO2+6H＋，消耗1molO2需要得到4mole－，因此电路中转移2mol电子，消耗氧气的物质的量为=0.5mol，标准状况下，消耗氧气的体积为0.5mol×22.4L·mol－1=11.2L；

答案为负极；H2O+CH3OH-6e－=CO2+6H＋；11.2L。