Question

一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”．如2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，可拆写为氧化反应式：Cu-2e^-═Cu²⁺，还原反应式：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．并由此实现了化学能与电能的相互转化．据此，回答下列问题：
（1）将反应Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应为：

 

．
（2）由题（1）反应，设计成原电池如图所示：若电极a为Zn，电极b可选择材料：

 

（只填一种）；
电解质溶液甲是

 

；电极b处的电极反应式：

 

．
（3）由反应2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，其电极反应式为：负极

 

，正极

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）失电子的物质发生氧化反应；
（2）将反应Zn+2H⁺═Zn²⁺+H₂↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，正极上得电子发生还原反应；
（3）由反应2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应．

解答： 解：（1）根据方程式知，锌失电子发生氧化反应，所以其反应式为：Zn=Zn²⁺+2e^-，
故答案为：Zn=Zn²⁺+2e^-；
（2）反应Zn+2H⁺═Zn²⁺+H₂↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，如铜等，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，可以是硫酸锌溶液，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：Cu；ZnSO₄；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）由反应2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：2H₂-4e-=4H⁺，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案为：负极：2H₂-4e^-=4H⁺，正极：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．

点评：本题考查原电池原理和电解池原理，电极反应式的书写是学习难点，书写时要结合电解质溶液的酸碱性．