Question

【題目】某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖甲乙兩個(gè)原電池裝置。

(1)如圖甲，a和b用導(dǎo)線連接，Cu電極的電極反應(yīng)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(fù)極材料是_____。正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是_______________。 負(fù)極的電極反應(yīng)式是_________________。原電池工作一段時(shí)間后,若消耗負(fù)極5.4g，則放出氣體______mol。

(3)將反應(yīng)Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4設(shè)計(jì)成鹽橋電池并畫圖____________

(4)依據(jù)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應(yīng)原理設(shè)計(jì)原電池，你認(rèn)為是否可行并說明理由______。

Answer 1

【答案】2H++2e-=H2↑ Fe Al 產(chǎn)生氣泡 Al-3e- +4OH-=AlO2- + 2H2O 0.3 否，因?yàn)榇朔磻?yīng)為非氧化還原反應(yīng)

【解析】

(1)甲裝置中，a和b用導(dǎo)線連接，該裝置構(gòu)成原電池，鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，銅作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，電子由鐵電極經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極；

(2)乙裝置中，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)構(gòu)成原電池，鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，鎂作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；

(3)設(shè)計(jì)原電池要滿足原電池的組成條件；

(4)原電池反應(yīng)必須是自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)。

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

(2)乙裝置中，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)構(gòu)成原電池，鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，電極反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生氫氣，可以觀察到產(chǎn)生氣泡；由反應(yīng)總方程式可知：2Al3H2，5.4g Al的物質(zhì)的量為=0.2mol，則能生成H2的物質(zhì)的量為0.3mol；

(3)將反應(yīng)Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4設(shè)計(jì)成鹽橋電池需要Cu作負(fù)極，銅電極燒杯中電解質(zhì)為CuSO4，可用惰性電極作正極，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液，形成閉合回路，裝置圖為：；

(4)原電池反應(yīng)必須是自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)且不是氧化還原反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池。