Question

【题目】(1)如图所示，是原电池的装置图。请回答：

若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为______；电子的移动方向是______________；反应进行一段时间后溶液C的氢离子浓度将________(填“升高”、“降低”或“基本不变”)。

(2)下图是一个双液原电池装置图，下列说法正确的是__________。

A.盐桥中的阴离子向CuSO4溶液中移动 B.盐桥的作用之一是平衡电荷

C.铜片作电池的负极 D.该电池比单液原电池的电流更稳定

(3)甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：

电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则C电极是________(填“正极”或“负极”)，C电极的反应方程式为_______________；若线路中转移3 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的CH3OH的质量为_____g。

Answer 1

【答案】2H＋＋2e－===H2↑由Fe电极沿导线流向A极降低B D负极CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋16

【解析】

（1）B电极为负极，则A电极为正极，A电极上H+发生得电子的还原反应，A电极上的电极反应式为2H++2e-=H2↑。电子由负极沿导线流向正极，电子的移动方向是：由Fe电极沿导线流向A电极。负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极电极反应式为2H++2e-=H2↑，电池总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，由于H+被消耗，反应进行一段时间后溶液C中H+浓度将降低。

（2）根据装置图，Zn片为负极，Cu片为正极。

A项，原电池中，阴离子向负极移动，盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中移动，A项错误；

B项，负极电极反应为Zn-2e-=Zn2+，盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中移动，正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，盐桥中的阳离子向CuSO4溶液中移动，盐桥的作用是形成闭合回路并平衡电荷使两边溶液保持电中性，B项正确；

C项，根据上述分析，铜片作电池的正极，C项错误；

D项，在双液原电池中Zn与CuSO4溶液不直接接触，使用盐桥使两边的溶液保持电中性，保障了电子通过导线从锌片到铜片的不断转移，使Zn的溶解和Cu的析出过程得以继续进行，形成持续稳定的电流；在单液原电池中，Zn与CuSO4溶液直接接触，Zn可与CuSO4溶液直接发生置换反应使部分化学能转化为热能，Cu在Zn片表面析出，阻碍Zn与溶液的接触，致使向外输出的电流强度减弱；双液原电池的电流比单液原电池的电流更稳定，D项正确；

答案选BD。

（3）根据电子的流向（或H+的流向），电极c为负极，电极d为正极。电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，电极c上CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2，c电极的电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。根据电极反应式，负极每消耗1molCH3OH线路中转移6mol电子，线路中转移3mol电子，负极消耗CH3OH物质的量为0.5mol，消耗CH3OH的质量为0.5mol×32g/mol=16g。