Question

某同学利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计了一个原电池。请填写下列空白：

(1)实验原理：Fe＋2H^＋=Fe^2＋＋H₂↑

(2)实验用品：电极(______、______)、稀硫酸、______、________、耳机(或者电流表)(填写所缺的实验用品)。

(3)实验装置如图。

(4)原电池设计及注意的问题：

①按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为____________，在耳机中又由__________转化为声音这种能量；

②如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的________极，电极反应式为_____________，发生了________反应；

③铜钉应该接电流表的________极，电极反应式为_____________，发生了_________反应。

Answer

铁钉或铁条 铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都正确) 烧杯 导线 电能 电能 负 Fe－2e－=Fe2＋ 氧化 正 2H＋＋2e－=H2↑ 还原

【解析】

由反应Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，反应中Fe被氧化，应为原电池的负极，则正极可为活泼性较铁弱的金属或非金属单质，结合形成原电池的条件以及能量的转化形式分析解答。

(2)由形成原电池的条件结合反应原理Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑可知，需要铁为负极，正极为铜钉(其他的惰性电极如铅笔 芯、铂等都可以)，硫酸为电解质溶液，还需要烧杯、导线等，故答案为：铁钉或铁条；铜钉(其他的惰性电极如铅笔 芯、铂等都可以)；烧杯；导线；

(4)①在原电池中，化学能转化为电能，在耳机中又由电能转化为声音这种能量，故答案为：电能；电能；

②在原电池中，铁为负极，发生氧化反应，电极方程式为Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，如果将装置中的耳机改为电流计，铁钉应该接电流表的负极，电流表指针发生偏转，故答案为：负；Fe－2e－=Fe2＋；氧化；

③根据②的分析，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，应该接电流表的正极，故答案为：正；2H＋＋2e－=H2↑；还原。