Question

【题目】按要求填空。

（1）利用铅蓄电池电解氯化钠溶液，其在充电时阳极反应为____，放电生成的固体会附聚在电极表面，工作过程中若正极质量增重96g时，理论上电路中转移的电子数为____。

（2）CO与H2一定条件下反应生成甲醇（CH3OH），甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为_______。

（3）某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

①如图1为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_____设计的原电池装置

②其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图2所示。

在甲装置中铜电极反应为_______________；乙装置中石墨(1)为________极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_________________.

③某课题组利用图3所示装置，探究NO2和O2化合生成N2O5形成原电池的过程，该电池的正极反应式应为___________。

Answer 1

【答案】 PbSO4－2e－+2H2O =PbO2 +SO42-+4H+ 3NA CH3OH6e-+ H2O=CO2+6H+ Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu O2＋2H2O＋4e－=4OH- 阴 2Cl-－2e－=Cl2↑ O2+2N2O5+4e-=4NO3-

【解析】（1）铅蓄电池的正极反应为PbO2 +SO42-+4H+ + 2e－＝ PbSO4+2H2O，将其倒过来就是充电的阳极反应：PbSO4－2e－+2H2O =PbO2 +SO42-+4H+。正极反应为PbO2 +SO42-+4H+ + 2e－＝ PbSO4+2H2O，得到：每反应1molPbO2，转移2mol e－，得到1molPbSO4，即质量增加64g（1molPbSO4质量减去1mol PbO2的质量）。由上得到：每转移2mol e－正电极质量增加64g，现在质量增加96g，所以转移电子数为3NA。

（2）甲醇燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，总反应相当于是甲醇燃烧，即：CH3OH+3/2O2=CO2+2H2O，正极一定是氧气得电子：O2+4e-+ 4H+=2H2O，总反应减去正极反应（注意将正极扩大3/2倍，以除去氧气）得到负极反应CH3OH6e-+ H2O=CO2+6H+。

（3）①该原电池的总反应是单质铁（负极）与硫酸铜溶液（正极）的置换反应，即：Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu。

②图2中，甲为原电池对乙的电解池进行电解。甲中铁为负极，铜为正极，总反应为铁的吸氧腐蚀。所以铜电极的反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。石墨（1）连在原电池负极（铁）上，所以是电解的阴极。乙装置中与铜丝相连石墨电极为电解的阳极，阳极反应选择溶液中的氯离子失电子，所以为2Cl-－2e－=Cl2↑。

③明显通氧气的为正极，正极反应为氧气得电子。因为电解质是熔融的硝酸钠，所以氧气得电子只能生成硝酸根离子（应该生成电解质中存在的离子）。根据图示，正极还要通入Y物质，而Y是负极的生成物，考虑到这个原电池的目的是：探究NO2和O2化合生成N2O5形成原电池的过程，所以Y只能是N2O5，所以正极一定是氧气和N2O5得电子生成硝酸根离子，即：O2+2N2O5+4e-=4NO3-。