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)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．甲乙两烧杯中溶液的 pH 均增大

②同条件下两烧杯中产生同体积的气体，需要的时间甲________乙(填“>”“<”或“＝”)。

③请写出甲乙图中构成原电池的负极电极反应式：__________________。

④当甲中溶液质量增重15.75g时，电极上转移电子数目为______________。

(2) 图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH。写出负极的电极反应方程式为____________________________________。

Answer

BD < Zn－2e－=Zn2＋ 0.5 NA CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

【解析】

(1)由图知，甲为原电池，乙并不是原电池，但甲乙两装置中总反应均为锌和稀硫酸反应生成硫酸锌、放出氢气，据此回答相关内容；

(2)图丙是甲烷碱式燃料电池，负极是甲烷失去电子被氧化的反应，据此写负极电极方程式；

(1)①A.甲为化学能转变为电能的装置，但乙没有形成闭合回路，故A错误；

B.乙中主要是锌与稀硫酸反应，锌片溶解，在锌片表面产生气泡，故B正确；

C.甲、乙中均为锌片质量减小，铜片质量保持不变，故C错误；

D.由于两烧杯中硫酸被消耗，氢离子浓度减小，pH增大，故D正确；

答案为：BD；

②相同条件下两烧杯中产生同体积的氢气时，因为甲装置是原电池装置，则甲中反应速率大，所需时间段，故需要的时间甲小于乙；

答案为：<；

③甲为原电池，负极为锌，其电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋；

答案为：Zn－2e－=Zn2＋；

④当甲中溶液质量增重15.75g时，则 ，则x=0.5mol，故电极上转移电子数目为0.5 NA；

答案为：0.5 NA；

(2)通入甲烷的一极为负极，甲烷在碱性条件下失去电子转化为碳酸根，对应的电极反应式为；

答案为：。