Question

一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”．如2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，可拆写为氧化反应式：Cu→Cu²⁺+2e^-，还原反应式：2Fe³⁺+2e^-→2Fe²⁺．并由此实现了化学能与电能的相互转化．据此，回答下列问题：
（1）将反应Zn+2H⁺═Zn²⁺+H₂↑拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应式为：______．
（2）由题（1）反应，设计成原电池如图所示：若电极a为Zn，电极b可选择材料：______（只填一种）；电解质溶液甲是______；电极b处的电极反应式：______．
（3）由反应2H₂+O₂2H₂O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，其电极反应式为：负极______，正极______．
（4）以惰性材料为电极，电解100mL pH=6的硫酸铜溶液，当电解池内溶液的pH为1时，电极上析出的铜的质量为______（忽略电解前后溶液体积的变化）．

Answer

（1）失电子的物质发生氧化反应；
（2）将反应Zn+2H+═Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，正极上得电子发生还原反应；
（3）由反应2H2+O22H2O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应；
（4）根据铜和酸的物质的量之间的关系式计算．
【解析】
（1）根据方程式知，锌失电子发生氧化反应，所以其反应式为：Zn=Zn2++2e-，
故答案为：Zn=Zn2++2e-；
（2）反应Zn+2H+═Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，如铜等，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，可以是硫酸锌溶液，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：Cu，ZnSO4，2H++2e-=H2↑；
（3）由反应2H2+O22H2O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：2H2-4e-=4H+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，
故答案为：负极：2H2-4e-=4H+，正极：O2+4H++4e-=2H2O；
（4）设析出铜的质量是x，
电解硫酸铜溶液的方程式为：2Cu 2++2H2O2Cu↓+O2↑+4H+，
                                       128g      4mol
                                        x        0.1mol/L×0.1L

x==0.32g，
答：电极上析出的铜的质量为0.32g．