Question

原电池是化学对人类的一项重大贡献。

（1）某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。

①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是 ________________________________________。

②a和b用导线连接，Cu极为原电池________极（填“正”或“负”），该电极反应式是_____________________________，溶液中的H^＋移向________（填“Cu”或“Zn”）极。

③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，    则理论上Zn片质量减轻________g。

（2）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”）电极，该极的电极反应式为： _________________________。

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

（1）①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

②正；2H＋＋2e－===H2↑；Cu；

③6.5

（2）①a；CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；

②减小

【解析】

试题分析：分析本题装置，若a和b不连接，不能构成原电池；若a和b连接，则符合构成原电池的条件。（1）①若a、b不连接则发生的是Zn和H2SO4的置换反应，离子方程式为：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

故答案为：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；

②a、b连接后，构成原电池，Cu的活泼性弱于Zn，Cu为正极，Zn为负极；正极电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑；溶液中的H＋移向Cu极。

故答案为：正；2H＋＋2e－===H2↑；Cu；

③若转移0.2 mol电子，则消耗0.1 mol Zn，其质量为6.5 g。

故答案为：6.5g；

（2）CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极。电极反应式可由总反应式CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O减去正极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－，求得。由于电池工作过程中会消耗OH－，故一段时间后，电解质溶液的pH会减小。

故答案为：①a；CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；②减小。

考点：考查原电池工作原理；新型燃料电池；电极反应式和电池总反应方程式