Question

某兴趣小组用下图装置研究原电池的工作原理。

(1)甲中K断开时，装置中发生反应的离子方程式为_____________；K闭合时，Cu棒上的现象为__________，它为原电池的___(填“正”或“负”)极，电极反应式为_______，外电路电流的方向由___到______(填“Cu”或“Zn”)。

(2)乙图为氢氧燃料电池构造示意图，其中通入氢气的一极为电池的____填“正”或“负”)极，发生____(填“氧化”或“还原”)反应。

(3)某同学欲把反应Fe+2FeCl₃=3FeCl₂设计成原电池，请写出负极的电极反应式： _________________。

Answer

Zn+2H+=Zn2++H2↑ 有气泡产生 正 2H++2e−=H2↑ Cu Zn 负 氧化 Fe－2e−=Fe2+

【解析】

由装置分析可知，甲中K断开时，未构成原电池，Zn直接与稀硫酸反应生成氢气；K闭合时，构成原电池，Zn为负极；乙为氢氧燃料电池，燃料电池中通入氧气的极为正极，发生还原反应，据此分解结合原电池知识解答问题。

(1)甲中K断开时，未构成原电池，Zn直接与稀硫酸反应生成氢气，发生反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑；K闭合时，构成原电池，Zn为负极，Zn失去电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，则Cu为正极，电极表面H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e−=H2↑，可观察到Cu棒上产生气泡，外电路电流方向由正极到负极，即由Cu到Zn，故答案为：Zn+2H+=Zn2++H2↑；有气泡产生；正；2H++2e−=H2↑；Cu；Zn；

(2)燃料电池中通入氧气的极为正极，发生还原反应，则通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，故答案为：负；氧化；

(3)反应Fe+2FeCl3=3FeCl2中Fe发生氧化反应，应为原电池的负极材料，电解质溶液应选择FeCl3溶液，其中负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+。