题目内容

一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”,一个是“氧化反应式”,一个是“还原反应式”。如2Fe3+ + Cu ==2Fe2++Cu2+,可拆写为氧化反应式:Cu-2e ==Cu2+,还原反应式:2Fe3+ + 2e ="=" 2Fe2+。并由此实现了化学能与电能的相互转化。据此,回答下列问题:
(1)将反应Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑拆写为两个“半反应式”:其中,氧化反应为:                          
(2)由题(1)反应,设计成原电池如图所示:

若电极a为Zn ,电极b可选择材料:         (只填一种);电解质溶液甲是        ;电极b处的电极反应式:                   
(3)由反应2H2 + O2 2H2O ,设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池,其电极反应式为:负极                       ,正极                       
(1)Zn-2e= Zn2+(2分)
(2)Cu(合理给1分),ZnSO4(1分),2H+ + 2e- = H2↑(2分).
(3)负极:2H2 - 4e- = 4H+ ,正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(4分)

试题分析:(1)依据题意,由2Fe3+ + Cu ==2Fe2++Cu2+,可拆写为氧化反应式:Cu-2e ==Cu2+,还原反应式:2Fe3+ + 2e==2Fe2+ ,可得:反应Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑拆写为两个“半反应式”,氧化反应为Zn失去2e生成Zn2+,故氧化反应式为:Zn-2e= Zn2+
(2)如图,组成的原电池中若电极a为Zn ,则电解质溶液应为ZnSO4 ,电极b选择材料的化学性质应比锌不活泼,可为Cu或C,则电解质溶液已为稀H2SO4,故电极b处的电极反应式为:2H+ + 2e- = H2
(3)根据反应2H2 + O2 2H2O ,以稀硫酸为电解质溶液设计的燃料电池,其中负极的电极反应式为:2H2 - 4e- = 4H+ ,正极的电极反应式为:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O;
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见考点。试题注重基础,侧重能力的训练。该题的关键是明确原电池的工作原理,然后结合同样灵活运用、分析、判断即可。
练习册系列答案
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甲醇()是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义。
(1)利用工业废气中的可制取甲醇,其反应为:
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写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:                               
                                        
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若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

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(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将氧化成,然后以做氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式                    
②除去甲醇的离子反应为:,该过程中被氧化的元素是            ,当产生标准状况下2.24L时,共转移电子      mol。

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