Question

（1）如图所示，组成一种原电池．试回答下列问题(灯泡功率合适)：

①电解质溶液为稀H₂SO₄时上述装置中灯泡亮，此时Al电极上发生反应的电极反应式为： ___         ；
②电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡______(填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题，填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮，则Mg电极上发生的电极反应式为：_______________               ；
Al电极上发生反应的电极反应式为：_______________                             ；
b.若灯泡不亮，其理由为：________________________                        。
（2）原电池原理的应用之一是可以设计原电池。请利用反应“Cu＋2Fe³⁺ ＝2Fe²⁺  +Cu²⁺ ”设制一个原电池（正极材料用碳棒）则该电池的负极材料是      ，若导线上转移电子1.5 mol，则溶解铜的质量是          。另外的重要应用是实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜溶液。其作用是:                                                                        。
（3）氢氧燃料电池（电解质为KOH溶液，惰性材料作电极）负极反应的电极反应式为：
                                              。

Answer 1

(1)①2H⁺ + 2e- = H₂↑；
②亮  a. 6H₂O + 6e- = 6OH^- + 3H₂↑；2Al – 6e- + 8OH^- =2AlO₂^- + 4H₂O。
(2)Cu；48g；形成了Zn—Cu原电池，加快了化学反应的速率（注：必须强调形成Zn—Cu原电池，否则不得分）；（3）H₂ +2 OH^- - 2e^-=2H₂O

试题分析：结合装置图，当电解质溶液为稀H₂SO₄时上述装置中灯泡亮，判断Al片作正极，Mg片作负极，此时Al电极上发生反应的电极反应式：①2H⁺ + 2e- = H₂↑
②电解质溶液为NaOH溶液时，判断Al片作负极，Mg片作正极，灯光亮，Mg电极上发生的电极反应式为
a.      6H₂O + 6e- = 6OH^- + 3H₂↑；Al电极上发生反应的电极反应式为：2Al – 6e- + 8OH^- =2AlO₂^- + 4H₂O。
（2）结合Cu＋2Fe³⁺ ＝2Fe²⁺  +Cu²⁺，可判断电池的负极材料是Cu片，失去电子，发生氧化反应，Cu-2e^- ＝Cu²⁺ 若导线上转移电子1.5 mol，则溶解铜的质量是,实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜溶液的作用是Cu²⁺+Zn＝Zn²⁺+Cu形成了Zn—Cu原电池，加快了化学反应的速率。
(3)氢氧燃料电池（电解质为KOH溶液，惰性材料作电极）负极反应的电极反应式为H₂ +2 OH^- - 2e^-=2H₂O
点评：原电池构造原理是高中化学的重点也是难点，燃料电池是新兴的题型，考生要注意掌握原电池原理，把握本质，正确书写电极反应方程式。