Question

【题目】将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500 mL硫酸铜溶液中构成如图的装置：

（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。

（1）铁片上的电极反应式为______________，

（2）铜片周围溶液会出现___________的现象。

（3）若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为3.6 g，计算：导线中流过的电子的物质的量为__________mol；

（4）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，科学家用乙烷C2H6作为燃料，氧气作助燃剂，铂作电极，稀硫酸溶液为电解质溶液。制作了一个燃料电池，提高了乙烷的利用效率乙烷燃料电池的正极电极反应式：_____________。负极电极反应式：_________电池工作一段时间后电解质溶液的PH_____________（填“增大”“减小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】Fe-2e-=Fe2+ 溶液颜色变浅 0.06 7O2+28e-+28H+=14H2O 2C2H6-28e-+8H2O=4CO2+28H+ 增大

【解析】

（1）铁比铜活泼，为原电池的负极，铁失电子发生氧化反应，

（2）铜为正极，溶液中的铜离子在正极得电子发生还原反应；

（3）负极上铁溶解，正极上析出铜，铁片和铜片相差的质量为溶解铁和析出铜的质量之和，溶解铁的物质的量和析出铜的物质的量相等，根据金属和转移电子之间的关系式计算；

（3）乙烷燃料电池中氧气在正极发生还原反应，乙烷在负极发生氧化反应，总反应即是乙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，根据燃料电池的总反应方程式判断溶液PH的变化。

(1) 铁比铜活泼，为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为Fe2e=Fe2+，

故答案为：Fe2e=Fe2+；

（2）铜为正极，发生还原反应，电极方程式为Cu2++2e=Cu，则铜片周围溶液会出现溶液颜色变浅的现象，

故答案为：溶液颜色变浅；

(3)设转移xmol电子,则消耗0.5xmolFe,析出0.5xmolCu,则有0.5x×(64+56)=3.6，x=0.06，

故答案为：0.06；

(4)乙烷燃料电池的正极氧气得电子发生还原反应，并考虑得失电子总数相等，所以硫酸作电解质时正极电极反应为：7O2+28e-+28H+=14H2O ，负极乙烷发生氧化反应，电极反应式为： 2C2H6-28e-+8H2O=4CO2+28H+ ，总反应即是乙烷与氧气反应生成水,其反应的总方程式为：2C2H6+7O2=6H2O+4CO2，由于生成水溶液体积增大，硫酸浓度减小，PH增大，

故答案为：7O2+28e-+28H+=14H2O ；. 2C2H6-28e-+8H2O=4CO2+28H+ ； 增大。