Question

原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。

（1）现有如下两个反应：

A．NaOH+HCl=NaCl+H₂O；B．Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑

判断能否设计成原电池A．_____，B．_____。（填“能”或“不能”）

（2）将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

①下列说法正确的是____________。

A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置    B．乙中铜片上没有明显变化     

C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少    D．两烧杯中溶液的pH均增大

②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲________乙（填“＞”、“＜“或“＝”）。

③请写出图中构成原电池的负极电极反应式_________________________。

（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂（如O₂）反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，氢气为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液；则氢气应通入__极（填a或b），电子从____（填a或b）极流出。

Answer

不能 能 BD ＞ Zn-2e-＝Zn2+ b b

【解析】

(1)A．NaOH+HCl＝NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B．Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑是自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池；

(2)甲装置符合原电池构成条件，所以是原电池，乙不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，两个烧杯中，锌都失电子发生氧化反应，甲中铜上氢离子得电子发生还原反应，乙中锌上氢离子得电子发生还原反应；

①A．甲是化学能转变为电能的装置，乙不是，故A错误；

B．乙装置中铜片不反应，也没构成原电池的正极，所以铜片上没有明显变化，故B正确；

C．甲、乙中锌片质量都减少，故C错误；

D．两个烧杯中都产生氢气，氢离子浓度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正确；

故答案为BD；

②原电池原理引起的反应速度大于化学反应的速度，因此在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙；

③构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；

（3）氢氧燃料电池中，燃料氢气需通在负极，即b极，正极是氧气得电子，电子从负极b流向正极a。