Question

【題目】某興趣小組為研究原電池原理，設計如圖甲乙兩個原電池裝置。

(1)如圖甲，a和b用導線連接，Cu電極的電極反應式為：________，溶液中SO42-移向______(填“Cu”或“Fe”)極。

(2)如圖乙所示的原電池裝置中，負極材料是_____。正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是_______________。 負極的電極反應式是_________________。原電池工作一段時間后,若消耗負極5.4g，則放出氣體______mol。

(3)將反應Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4設計成鹽橋電池并畫圖____________

(4)依據(jù)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應原理設計原電池，你認為是否可行并說明理由______。

Answer 1

【答案】2H++2e-=H2↑ Fe Al 產生氣泡 Al-3e- +4OH-=AlO2- + 2H2O 0.3 否，因為此反應為非氧化還原反應

【解析】

(1)甲裝置中，a和b用導線連接，該裝置構成原電池，鐵失電子發(fā)生氧化反應而作負極，銅作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應產生氫氣，電解質溶液中陰離子向負極移動，電子由鐵電極經(jīng)導線流向銅電極；

(2)乙裝置中，鋁與氫氧化鈉溶液反應構成原電池，鋁失電子發(fā)生氧化反應而作負極，鎂作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應產生氫氣；

(3)設計原電池要滿足原電池的組成條件；

(4)原電池反應必須是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應。

(1)甲裝置中，a和b用導線連接，該裝置構成原電池，鐵失電子發(fā)生氧化反應而作負極，銅作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應產生氫氣，電極反應式為：2H++2e-=H2↑，電解質溶液中陰離子向負極移動，溶液中SO42-移向鐵電極；

(2)乙裝置中，鋁與氫氧化鈉溶液反應構成原電池，鋁失電子發(fā)生氧化反應而作負極，電極反應式為：Al-3e- +4OH-=AlO2- + 2H2O；鎂作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應產生氫氣，可以觀察到產生氣泡；由反應總方程式可知：2Al3H2，5.4g Al的物質的量為=0.2mol，則能生成H2的物質的量為0.3mol；

(3)將反應Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4設計成鹽橋電池需要Cu作負極，銅電極燒杯中電解質為CuSO4，可用惰性電極作正極，電解質溶液為Fe2(SO4)3溶液，形成閉合回路，裝置圖為：；

(4)原電池反應必須是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應，該反應是吸熱反應且不是氧化還原反應，所以不能設計成原電池。