Question

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

（1）一種新型燃料電池，它以多孔鉑板為兩個(gè)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________________________。放電一段時(shí)間后，負(fù)極附近溶液的pH________（填“升高”“降低”或“不變”）。

（2）電子工業(yè)上常利用FeCl3溶液腐蝕銅板制作印刷電路，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。請(qǐng)把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，在方框內(nèi)面出原電池裝置圖（要求：標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液）。_______

（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(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)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(dòng)。t1s后，外電路中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是________________________。

Answer 1

【答案】 H2－2e－＝2H＋ 降低 Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2 （需注明電解質(zhì)溶液和電極名稱，且構(gòu)成閉合回路。） 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(jìn)一步反應(yīng)，此時(shí)Cu變成了負(fù)極

【解析】（1）由題意知，該燃料電池中，通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，電解質(zhì)是硫酸，所以通入氫氣的電極反應(yīng)式為H2－2e－＝2H＋。放電一段時(shí)間后，負(fù)極附近的氫離子濃度變大，溶液的pH降低。

（2）電子工業(yè)上常利用FeCl3溶液腐蝕銅板制作印刷電路，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2。把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，還原劑銅必須做負(fù)極，正極要用沒有銅活潑的材料，電解質(zhì)溶液一定是氯化鐵溶液，原電池裝置圖如下：

（3）由圖像可知，在t1s前后，電路中的電流方向是相反的，所以t1s前，因?yàn)殇X比銅活潑，原電池的負(fù)極是鋁片，鋁發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化鋁，正極為銅，正極上硝酸根被還原為二氧化氮，正極的電極反應(yīng)式為2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O，溶液中的H＋向正極移動(dòng)。當(dāng)鋁表面被全部氧化生成致密的氧化膜后，鋁電極不如銅活潑，所以t1s后，，外電路中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是Al在濃硝酸中鈍化，形成的氧化膜阻止了Al的進(jìn)一步反應(yīng)，此時(shí)Cu變成了負(fù)極。