Question

（1）原電池是把

 

能轉(zhuǎn)化成

 

能的裝置．
（2）在盛有500mL 0.1mol?L^-1 CuSO₄和0.4mol?L^-1 H₂SO₄混合溶液的大燒杯中．用鋅、銅作電極，用導線連接形成原電池，當電極鋅消耗13g時，試寫出電極反應式：
負極

 

；
正極

 

．
（3）理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池．
請利用反應“3Cu+8H⁺+2NO₃^-═4H₂O+3Cu²⁺+2NO↑”設制一個化學電池，回答下列問題：
①該電池的負極材料是

 

，電極反應式

 

，發(fā)生

 

反應（填“氧化”或“還原”），電解質(zhì)溶液是

 

；
②正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是

 

；電極反應式為

 

；
③當生成的氣體標在準狀況下的體積為0.224L時，電路中電子轉(zhuǎn)移了

 

mol．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；
（2）根據(jù)消耗的Zn的物質(zhì)的量，結(jié)合電子守恒判斷正極上反應的離子，然后書寫電極反應式；
（3）在3Cu+8H⁺+2NO₃^-═4H₂O+3Cu²⁺+2NO↑反應中，Cu被氧化，應為原電池的負極，電解反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺，NO₃^-得電子被還原生成NO，
正極上無色氣體生成，電極反應為4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑，應為原電池正極反應，正極材料為活潑性比Cu弱的金屬或非金屬材料，
電解質(zhì)溶液為稀硝酸，
根據(jù)電極方程式計算轉(zhuǎn)移的電子．

解答： 解：（1）原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故答案為：化學；電；
（2）已知溶液中：n（CuSO₄）=0.5L×0.1mol/L=0.05mol，n（H⁺）=2n（H₂SO₄）=0.5L×0.4mol/L×2=0.4mol，
當電極鋅消耗13g時，n（Zn）=

m

M

=

13g

65g/mol

=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子為0.2mol×2=0.4mol，
根據(jù)電子守恒可知：正極上消耗的n（Cu²⁺）=0.05mol，n（H⁺）=0.3mol，
所以原電池工作時，負極發(fā)生Zn-2e^-=Zn²⁺，正極分別發(fā)生：Cu²⁺+2e^-=Cu和2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu和2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）①在3Cu+8H⁺+2NO₃^-═4H₂O+3Cu²⁺+2NO↑反應中，Cu被氧化，應為原電池的負極，電解反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺，電解質(zhì)溶液為稀硝酸，
故答案為：Cu；Cu-2e^-=Cu²⁺；氧化；稀硝酸；
②正極上NO₃^-得電子被還原生成NO，正極上有無色氣體生成，電極反應為4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑，
故答案為：正極上有無色氣體生成；4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑；
③正極反應為4H⁺+NO₃^-+3e^-═2H₂O+NO↑，當生成的氣體標在準狀況下的體積為0.224L時，即n（NO）=0.01mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.03mol，
故答案為：0.03．

點評：本題考查原電池的工作原理，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，題目難度中等，注意從氧化還原反應的角度分析電極反應．