Question

【題目】根據(jù)下列原電池的裝置圖，回答問題：

（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且做負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________________；反應(yīng)進(jìn)行一段時間后溶液C的pH將________（填“升高”“降低”或“基本不變”）。

（2）若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計成如上圖所示的原電池裝置，則負(fù)極A極材料為 ，正極B極材料為 ，溶液C為 。

（3）用CH4和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：

①則d電極是________（填“正極”或“負(fù)極”），c電極的反應(yīng)方程式為：_____ 。

②若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述燃料電池，消耗的O2在標(biāo)況下的體積為______ L。

Answer 1

【答案】（1） 2H＋＋2e－===H2↑ 升高

（2）Cu石墨（或比銅活潑性弱的金屬） 含F(xiàn)e3+的溶液

（3）①正 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ ②11．2

【解析】

試題分析：（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且做負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+，A為正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑；氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液PH升高；

（2）將反應(yīng)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計成上圖所示的原電池裝置，Cu元素的化合價由0價升高到+2價，失電子作原電池的負(fù)極，則負(fù)極A極材料為Cu，正極B極材料為石墨，F(xiàn)e3＋在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，溶液C用可溶性鐵鹽，即含F(xiàn)e3＋的溶液。

（3）①根據(jù)甲烷燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖可知，電子流出的電極為負(fù)極，c為負(fù)極，d為正極，在燃料電池中，氧氣在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，甲烷在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以c電極的反應(yīng)方程式為CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。

②根據(jù)正極電極反應(yīng)式：O2+4e－+4H＋=2H2O，則線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時，消耗的O2為0．5mol，在標(biāo)況下的體積為0．5mol×22．4L/mol=11．2L。