Question

【題目】(1)科研人員設(shè)想用如圖所示裝置生產(chǎn)硫酸。

①上述生產(chǎn)硫酸的總反應(yīng)方程式為_____，b是_____極，a電極反應(yīng)式為_____，生產(chǎn)過(guò)程中H+向_____(填a或b)電極區(qū)域運(yùn)動(dòng)。

②該小組同學(xué)反思原電池的原理，其中觀點(diǎn)正確的是_____(填字母)。

A.原電池反應(yīng)的過(guò)程中可能沒(méi)有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移

B.原申池裝置需要2個(gè)活潑性不同的金屬電極

C.電極一定不能參加反應(yīng)

D.氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)可以拆開在兩極發(fā)生

(2)若需將反應(yīng)：Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+設(shè)計(jì)成原電池裝置，則負(fù)極材料為_____，溶液C為_____。

(3)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜(只允許H+通過(guò))燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如：電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，c電極為_____(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極反應(yīng)方程式為_________。

Answer 1

【答案】2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4 SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－ b D Cu FeCl3溶液 負(fù) CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+

【解析】

（1）原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此判斷；

（2）根據(jù)原電池的工作原理分析解答；

（3）根據(jù)電子的移動(dòng)方向判斷正負(fù)極，進(jìn)而書寫電極反應(yīng)式。

（1）①根據(jù)裝置圖可知a電極通入二氧化硫，二氧化硫發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，氧氣在正極通入，因此上述生產(chǎn)硫酸的總反應(yīng)方程式為2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，b通入氧氣，是正極，a電極是負(fù)極，反應(yīng)式為SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－，原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則生產(chǎn)過(guò)程中H+向b電極區(qū)域運(yùn)動(dòng)。

②A.原電池反應(yīng)的過(guò)程中一定有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，A錯(cuò)誤；

B.原申池裝置不一定需要2個(gè)活潑性不同的金屬電極，例如燃料電池等，B錯(cuò)誤；

C.原電池中電極可以參加反應(yīng)，例如銅、鋅、稀硫酸組成的原電池中鋅電極參加反應(yīng)，C錯(cuò)誤；

D.原電池中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)可以拆開在兩極發(fā)生，D正確；

答案選D。

（2）根據(jù)反應(yīng)Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+可知銅失去電子，鐵離子得到電子，則設(shè)計(jì)成原電池裝置時(shí)負(fù)極材料為Cu，溶液C為氯化鐵溶液。

（3）根據(jù)裝置圖可知電子從c電極流出，則c電極是負(fù)極，電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，所以甲醇在負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳，則c電極反應(yīng)方程式為CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+。