Question

【題目】原電池的發(fā)明是化學(xué)對人類的一項重大貢獻(xiàn)。

（1）一種新型燃料電池，它以多孔鉑板為兩個電極插入稀硫酸中，然后分別向兩極通入氫氣和氧氣而獲得電能。通入氫氣的電極反應(yīng)式為_________________。

（2）電子工業(yè)上常利用FeCl3溶液腐蝕銅板制作印刷電路，若將該反應(yīng)原理設(shè)計成原電池，請寫出原電池的正極反應(yīng)______________________________。

（3）常溫下，將除去表面氧化膜的鋁片、銅片插入濃HNO3中組成原電池裝置如圖甲所示，測得原電池的電流強度（I）隨時間（t）的變化如圖乙所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

t1s前，原電池的負(fù)極是鋁片，正極的電極反應(yīng)式為________，溶液中的H＋向______（填“正”或“負(fù)”）極移動。t1s后，外電路中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是_________________。

Answer 1

【答案】 H2－2e－＝2H＋ Fe3＋＋e－＝Fe2＋ 2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O 正 Al在濃硝酸中鈍化，形成的氧化膜阻止了Al的進一步反應(yīng)，此時Cu變成了負(fù)極

【解析】(1)酸性條件下，氫氣在負(fù)極失電子失去氫離子，據(jù)此解答；

(2)FeCl3溶液與Cu反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅；Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極，銅發(fā)生氧化反應(yīng)；不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，氯化鐵在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此解答；

(3)0-t1時，Al為負(fù)極，氧化得到氧化鋁，Cu為正極，正極上硝酸根放電生成二氧化氮，隨著反應(yīng)進行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進行，t1時，銅做負(fù)極反應(yīng)，Al為正極，電子流動方向改變，據(jù)此解答。

(1)酸性條件下，氫氣在負(fù)極失電子失去氫離子，則負(fù)極的電極方程式：H2-2e-=2H+；故答案為：H2-2e-=2H+；

(2)FeCl3溶液與Cu反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極、不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，氯化鐵在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－＝Fe2＋，故答案為：Fe3＋＋e－＝Fe2＋；

(3)0-t1時，Al為負(fù)極，氧化得到氧化鋁，Cu為正極，正極上硝酸根放電生成二氧化氮，正極電極反應(yīng)式為：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，溶液中陽離子向正極移動，即溶液中的H+向正極移動；隨著反應(yīng)進行，Al在濃硝酸中鈍化，形成的氧化膜阻止了Al的進一步反應(yīng)，此時Cu變成了負(fù)極，Al為正極，因此外電路中電子流動方向發(fā)生改變，故答案為：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；正；Al在濃硝酸中鈍化，形成的氧化膜阻止了Al的進一步反應(yīng)，此時Cu變成了負(fù)極。