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。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______________。

(5)如图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。写出正极的电极反应方程式为_________。

Answer

BD < Zn－2e－=Zn2＋ 0.5NA O2+ 2H2O+4e−= 4OH−

【解析】

甲装置是原电池，锌是负极，铜是正极，乙不是原电池，直接发生化学反应，在甲烷氧气燃料电池中，通入甲烷的是负极，发生氧化反应，通入氧气的为正极，发生还原反应，书写电极反应式时需考虑电解质的后续反应。

（1）A．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，铜片质量都不变，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；

故选BD；

（2）甲中形成原电池，加快Zn与稀硫酸的反应，即两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙，两烧杯中产生同体积的气体，需要的时间甲小于乙，故答案为：<；

（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+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+；

（4）根据以下关系式：

x==0.5NA，即当甲中溶液质量增重15.75g时，电极上转移电子数目为0.5NA，故答案为：0.5NA；

（5）甲烷氧气燃料电池中，通入氧气的为正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+ 2H2O+4e−= 4OH−，故答案为：O2+ 2H2O+4e−= 4OH−。