题目内容
【题目】某同学利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电化学知识,自己动手设计了一个原电池。请填写下列空白:
(1)实验原理:Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)实验用品:电极(________、________)、稀硫酸、________、________、耳机(或者电流表)(填写所缺的实验用品)。
(3)实验装置如图。
(4)原电池设计及注意的问题:
①按如图所示装置连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的),这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中,由化学能转化为________,在耳机中又由________转化为声音这种能量;
②如果将装置中的耳机改为电流表,则铁钉应该接电流表的______极,电极反应式为____,发生了______反应;
③铜钉应该接电流表的__________极,电极反应式为____________________________,发生了________反应。
【答案】 铁钉或铁条 铜钉 烧杯 导线 电能 电能 负 Fe-2e-===Fe2+ 氧化 正 2H++2e-===H2↑ 还原
【解析】根据Fe+2H+=Fe2++H2↑知,铁失电子被氧化,则Fe作原电池负极,不如铁活泼的金属或导电的非金属作原电池正极,电解质溶液为弱氧化性酸溶液,结合原电池构成条件及能量转化方式分析解答。
(2)由形成原电池的条件可知,需要铁为负极,正极为铜钉(其他的惰性电极如石墨、铂等都可以),硫酸为电解质溶液,还需要烧杯、导线等;
(4)①在原电池中,由化学能转化为电能,在耳机中又由电能转化为声音这种能量;
②如果将装置中的耳机改为电流计,则电流表指针发生偏转,形成原电池反应,铁为负极,发生氧化反应,电极方程式为Fe-2e-=Fe2+;
③铁钉应该连接电流计的负极,铜钉连接电流计的正极,原电池中正极发生还原反应,即溶液中的氢离子放电,电极方程式为2H++2e-=H2↑。