Question

6．（1）現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：
（A）NaOH+HCl=NaCl+H₂O      
（B）2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
①根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是B（填序號(hào)）．
（2）選擇適宜的材料和試劑將（1）中你的選擇設(shè)計(jì)為一個(gè)原電池．
①在圖1的方框中畫(huà)出裝置圖并說(shuō)明電解質(zhì)溶液．②寫(xiě)出電極反應(yīng)式．

電極	電極材料	電極反應(yīng)式
負(fù)極
正極

（3）氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置，是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源．圖2為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示回答下列問(wèn)題：

①該燃料電池的負(fù)極是a（寫(xiě)a或b）．
②O₂ （寫(xiě)化學(xué)式）發(fā)生還原反應(yīng)．
③燃料電池中是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，總反應(yīng)式是2H₂+O₂=2H₂O．
（4）鋅錳干電池是最早使用的化學(xué)電池，其基本構(gòu)造如圖3所示．鋅錳干電池的負(fù)極是鋅，電路中每通過(guò)0.4mole^-，負(fù)極質(zhì)量減少13g；工作時(shí)NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒，正極的電極反應(yīng)式是2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）①原電池反應(yīng)必須是自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)；
（2）根據(jù)反應(yīng)議程式：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂原電池電池反應(yīng)中，失電子化合價(jià)升高的金屬作負(fù)極，所以銅作負(fù)極，得電子化合價(jià)降低的電解質(zhì)為該原電池中電解質(zhì)，氯化鐵溶液作為電解質(zhì)溶液；設(shè)計(jì)原電池為：；負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺；碳作為正極鐵離子在表面，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（3）①負(fù)極氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)；②正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極通的是氧氣；③燃料電池中是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，總反應(yīng)式是2H₂+O₂=2H₂O；
（4）鋅錳干電池的負(fù)極上Zn失去電子，負(fù)極消耗1mol時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)生2種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒為氨氣，另一種為氫氣．

解答 解：（1）①原電池反應(yīng)必須是自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)，（A）反應(yīng)中沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移，不屬于氧化還原反應(yīng)，屬于復(fù)分解反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池，（B）反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Cu元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，所以該反應(yīng)有電子轉(zhuǎn)移，屬于氧化還原反應(yīng)，且能自發(fā)進(jìn)行、放熱，所以能設(shè)計(jì)成原電池，故答案為：B；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，構(gòu)成的原電池電池反應(yīng)中，失電子化合價(jià)升高的金屬作負(fù)極，所以銅作負(fù)極，得電子化合價(jià)降低的電解質(zhì)為該原電池中電解質(zhì)，氯化鐵溶液作為電解質(zhì)溶液；設(shè)計(jì)原電池為：；負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺；碳作為正極鐵離子在表面，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；②正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，負(fù)極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：；

電極	電極材料	電極反應(yīng)式
負(fù)極	Cu	Cu-2e-=Cu2+
正極	C	2Fe3++2e-=2Fe2+

（3）①負(fù)極氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)；②正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極通的是氧氣；③燃料電池中是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，總反應(yīng)式是2H₂+O₂=2H₂O；
 故答案為：a，O₂，化學(xué)，電，2H₂+O₂=2H₂O；    
（4）鋅錳干電池的負(fù)極上Zn失去電子，負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e^-═Zn²⁺，負(fù)極消耗1mol時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，每通過(guò)0.4mole^-，負(fù)極質(zhì)量減少0.2mol×65g/mol=13.0g，由NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)生2種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒為氨氣，另一種為氫氣，正極反應(yīng)為2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：鋅；13.0；2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原電池、原電池的工作原理和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)以及相關(guān)計(jì)算，明確原電池的工作原理和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)的方法，題目難度中等．