Question

10．（1）已知：△H＞0為吸熱反應(yīng)、△H＜0為放熱反應(yīng)．實(shí)事證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是C．
A．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0
B．NaOH（aq）+HC1（aq）═NaCl（aq）+H₂O（1）△H＜0
C．2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（1）△H＜0
（2）以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個原電池，其負(fù)極反應(yīng)為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；正極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-
（3）將純鋅片和純銅片按圖方式插入100mL濃度均為1mol/L的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
①下列說法正確的是BD．
A．甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
B．乙中銅片上沒有明顯變化
C．甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少
D．兩燒杯中溶液中的H⁺均減小
②請寫出圖中構(gòu)成原電池的負(fù)極電極反應(yīng)式Zn-2e^-=Zn²⁺．電池工作時，溶液中SO₄^2-向負(fù)極移動，電池工作完成后，忽略溶液體積的變化，溶液中SO₄^2-濃度不變（填“增大或減小或不變”），若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子0.15mol，則溶液中剩余硫酸的物質(zhì)的量為0.025mol．

Answer 1

分析 （1）常溫下屬于氧化還原反應(yīng)的放熱反應(yīng)，可設(shè)計(jì)為原電池，存在元素化合價變化的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)；
（2）氫氧燃料堿性電池中，負(fù)極上氫氣失去電子，正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）①甲裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以是原電池，乙不能形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，兩個燒杯中，鋅都失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，甲中銅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，乙中鋅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②原電池負(fù)極的金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；陰離子向負(fù)極移動；硫酸根離子的物質(zhì)的量不變，而忽略溶液體積的變化，所以硫酸根離子的濃度不變，若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子0.15mol，消耗$\frac{0.15}{2}$mol=0.075mol的硫酸，所以剩余硫酸的物質(zhì)的量為0.1L×1mol/L-0.075mol=0.1mol-0.075mol=0.025mol．

解答 解：（1）A．C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H＞0，為氧化還原反應(yīng)，但為吸熱反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故A錯誤；
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H₂O（1）△H＜0，不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故B錯誤；
C．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H＜0，為氧化還原反應(yīng)，為放熱反應(yīng)，能設(shè)計(jì)為原電池，故C正確；
故答案為：C；
（2）以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，氫氧燃料堿性電池中，負(fù)極上氫氣失去電子，負(fù)極反應(yīng)為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O； O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（3）①甲裝置是原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，乙裝置發(fā)生化學(xué)腐蝕．
A、甲是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，乙不是，故A錯誤；
B、乙裝置中銅片不反應(yīng)，也沒構(gòu)成原電池的正極，所以銅片上沒有明顯變化，故B正確；
C、甲、乙中鋅片質(zhì)量都減少，故C錯誤；
D、兩個燒杯中都產(chǎn)生氫氣，氫離子濃度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正確；
故選BD；
②構(gòu)成原電池的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，陰離子向負(fù)極移動；硫酸根離子的物質(zhì)的量不變，而忽略溶液體積的變化，所以硫酸根離子的濃度不變，若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子0.15mol，消耗$\frac{0.15}{2}$mol=0.075mol的硫酸，所以剩余硫酸的物質(zhì)的量為0.1L×1mol/L-0.075mol=0.1mol-0.075mol=0.025mol，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；負(fù)；不變； 0.025mol．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生原電池的構(gòu)成條件以及燃料電池的工作原理知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．