Question

Ⅰ．將鉑絲插入KOH溶液中做電極，并在兩極片上分別通入甲烷和氧氣，形成一種燃料電池，在該電池反應(yīng)中，甲烷發(fā)生類似于燃燒的反應(yīng)，根據(jù)以上判斷：

（1）通甲烷的鉑絲為原電池的_______極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________。

（2）該電池工作時(shí)(放電)反應(yīng)的總化學(xué)方程式為___________________________________。

Ⅱ．鉛蓄電池是化學(xué)電源，它工作時(shí)的電池反應(yīng)為：PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O；

試回答：

（3）鉛蓄電池正極的電極材料是_____________。

（4）工作時(shí)該鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)是_____________________。

（5）鉛蓄電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的密度_______(填“減小”“增大”或“不變”，下同)，pH_______。

（6）如果用鉛蓄電池做電源電解飽和食鹽水制取Cl2，當(dāng)制得0．05molCl2時(shí)，在理論上電池內(nèi)部消耗的H2SO4的物質(zhì)的量是______________。

 

Answer 1

I （1）負(fù)（1分）；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O（2分）；

（2） CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O（2分）；

（3）PbO2（1分）；

（4）Pb+SO42--2e-═PbSO4（2分）；

（5）減�。�1分）；增大（1分）；

（6）0．1mol（1分）。

【解析】

試題分析：I （1）燃料燃燒時(shí)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，原電池的負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通甲烷的鉑絲為原電池的負(fù)極；甲烷燃燒生成二氧化碳和水，二氧化碳是酸性氧化物能和氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水，所以該電極上的電極反應(yīng)式為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；

（2）甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以該反應(yīng)的電池反應(yīng)式為：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。

II．（3）該反應(yīng)中，PbO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極，所以PbO2是正極PbO2；

（4）放電時(shí)，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電池反應(yīng)式知，鉛失電子發(fā)生氧化會(huì)反應(yīng)，所以負(fù)極上電極反應(yīng)式為：Pb+SO42--2e-═PbSO4；

（5）根據(jù)電池反應(yīng)式知，硫酸參加反應(yīng)，且反應(yīng)中生成水，導(dǎo)致溶質(zhì)的量減少，溶劑的量增大，所以溶液的密度較小，溶液中氫離子濃度減小，則溶液的pH增大，故答案為：減��；增大；

（6）當(dāng)制得0．05mol Cl2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0．05mol×2=0．1mol，根據(jù)PbO2+Pb+2H2SO4 ═2PbSO4+2H2O知，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0．1mol時(shí)，消耗硫酸的物質(zhì)的量=×2=0．1mol。

考點(diǎn)：考查原電池原理。正、負(fù)電極判斷、電極反應(yīng)式的書寫即電子守恒計(jì)算。