Question

（1）如圖所示，組成一種原電池．試回答下列問題（燈泡功率合適）：
①電解質溶液為稀H₂SO₄時上述裝置中燈泡亮，此時Al電極上發(fā)生反應的電極反應式為：

 

；
②電解質溶液為NaOH溶液時，燈泡

 

（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a題，填“不亮”做b題）．
a．若燈泡亮，則Al電極上發(fā)生反應的電極反應式為：

 

；
b．若燈泡不亮，其理由為：

 

．
（2）原電池原理的應用之一是可以設計原電池．請利用反應“Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺”設制一個原電池（正極材料用碳棒）則該電池的負極材料是

 

，正極上發(fā)生反應的電極反應式

 

；若導線上轉移電子1.5mol，則溶解銅的質量是

 

．另外的重要應用是實驗室在用鋅與稀硫酸反應制備氫氣時，可向溶液中滴加少量硫酸銅溶液，其作用是：

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）①Mg、Al和稀硫酸構成原電池，Mg易失電子作負極，Al作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應；
②該裝置能自發(fā)的進行氧化還原反應，所以Mg、Al和NaOH溶液構成原電池，Al易失電子而作負極、Mg作正極，該裝置將化學能轉化為電能，所以燈泡亮；
（2）根據電池反應式知，Cu易失電子作負極、石墨作正極，電解質為可溶性的鐵鹽，負極上Cu失電子發(fā)生氧化反應，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應，根據銅和轉移電子之間的關系式計算，作原電池負極的金屬加速被腐蝕．

解答： 解：（1）①該裝置為原電池，Mg易失電子作負極、Al作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2H⁺+2e-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e-=H₂↑；
②該裝置中，鋁能和氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應，該裝置符合原電池構成條件，所以Mg、Al和NaOH溶液構成原電池，則燈泡亮；
Al易失電子作負極、Mg作正極，負極上電極反應式為Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-，
故答案為：亮；Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-；
（2）根據電池反應式知，Cu元素化合價由0價變?yōu)?2價、Fe元素化合價由+3價變?yōu)?2價，所以Cu作負極、石墨作正極，電解質為可溶性的鐵鹽，負極上Cu失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu-2e-=Cu²⁺，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
根據Cu-2e-=Cu²⁺知，導線上轉移電子1.5mol，則溶解m（Cu）=

1.5mol

2

×64g/mol=48g，
Zn和銅離子發(fā)生置換反應生成Cu，Zn、Cu和硫酸構成原電池，Zn易失電子作負極、Cu作正極，從而加速Zn的腐蝕，
故答案為：Cu；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；48g；形成了Zn-Cu原電池，加快了化學反應的速率．

點評：本題考查了原電池原理，明確原電池正負極的判斷方法是解本題關鍵，知道原電池設計方法，注意：不能根據金屬的活潑性強弱判斷正負極，要根據失電子難易程度判斷正負極，為易錯點．