Question

人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。

（1）蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄＝2PbSO₄+2H₂O。

负极反应式为                                   。

正极反应式为                                   。

（2）铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl₃溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为                  ，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为      ，正极反应式为                        。

（3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为           。

A．铝片、铜片       B．铜片、铝片        C．铝片、铝片        D．铜片、铜片

写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：                       。

（4）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①电池的负极是__________（填“a”或“b”），该极的电极反应式是：________________。

②电池工作一段时间后电解质溶液的pH_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer

（16分）

（1） Pb＋SO42-–2e-=PbSO4（2分） PbO2＋SO42-＋4H+＋2e-=PbSO4＋2H2O（2分）

（2） 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+（2分） Cu（1分） Fe3++e-=Fe 2+（2分）

（3）  B（1分），Al+4OH-–3e-＝AlO2-+2H2O（2分）

（4）① a（1分），CH4＋10OH－–8e－＝CO32+＋7H2O（2分） ②减小（1分）

【解析】

试题分析：（1）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。所以根据总的反应式可知，Pb是负极，失去电子，二氧化铅是正极得到电子，因此电极反应式分别是，负极：Pb＋SO42-–2e-=PbSO4，正极：PbO2＋SO42-＋4H+＋2e-=PbSO4＋2H2O。

（2）氯化铁和铜反应的离子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，所以如果要将该反应设计成原电池，则负极应该是铜，正极是铁离子得到电子，则正极反应式为Fe3++e-=Fe 2+。

（3）铝在浓硝酸中发生钝化，所以此时铝是正极，铜是负极。而在氢氧化钠溶液中，铜和氢氧化钠不反应，所以铝是负极，铜是正极，答案选B。其中插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式Al+4OH-–3e-＝AlO2-+2H2O。

（4）①甲烷失去电子，所以在负极通入，因此电池的负极是a。由于电解质是氢氧化钠溶液，所以电极反应式是CH4＋10OH－–8e－＝CO32+＋7H2O。

②由于反应中有碳酸钠生成，消耗氢氧化钠，所以电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小。

考点：考查原电池的有关判断、电极反应式的书写以及有关计算