Question

1．利用化学反应将存储在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产、生活提供能量．
（1）甲同学认为，所有的氧化还原反应都可以设计成原电池，你是否同意否（填“是”或“否”）．若不同意，请你试举一例，写出相应的化学方程式：C+CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO
（2）乙同学依据氧化还原反应：2Ag⁺+Cu=Cu²⁺+2Ag设计的原电池如图所示：
①负极的材料是Cu，发生的电极反应为Cu-2e^-=Cu²⁺；
②外电路中的电子是从Cu电极流向Ag电极．（写出电极材料的名称）
③当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4g，则该原电池反应共转移了的电子数目是0.05mol
④请指出该原电池装置的一个缺点：能量利用率低，不能提供持续稳定的电流．

Answer 1

分析 （1）原电池的反应必须是自发的氧化还原反应；
（2）①根据电池反应式知，失电子化合价升高的金属作负极，负极发生氧化反应；
②电子从负极沿导线流向正极；
③根据电极反应式计算通过电子的物质的量；
④能量利用率低，不能提供持续稳定的电流是该原电池装置的缺点．

解答 解：（1）原电池的反应必须是自发的氧化还原反应，从理论上来讲，任何自发的氧化还原反应均可设计为原电池，非自发进行的氧化还原反应不能设计为原电池，例如：C+CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO，故答案为：否；C+CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（2）①由反应“2Ag⁺+Cu═Cu²⁺+2Ag”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：Cu；Cu-2e^-=Cu²⁺；
②电子从负极Cu沿导线流向正极Ag，故答案为：Cu；Ag；
③当银电极质量增加5.4g，则n（Ag）=$\frac{5.4g}{108g/mol}$=0.05mol，根据电极反应Ag⁺+e^-=Ag，可知导线中通过的电子的物质的量为0.05mol，故答案为：0.05mol；
④能量利用率低，不能提供持续稳定的电流是该原电池装置的缺点，故答案为：能量利用率低，不能提供持续稳定的电流．

点评 本题考查了原电池设计，明确原电池原理是解本题关键，根据电池反应式中得失电子的物质选取负极材料和电解质，知道原电池中正负极的判断方法，难度不大．