Question

【题目】原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的重大贡献。

Ⅰ理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu＋2Ag+ ＝2 Ag +Cu2+ ”设制一个化学电池，回答下列问题：

（1）该电池的正极材料是______，负极材料是_______，电解质溶液是____________；

（2）正极的反应式为______________________

（3）若导线上转移电子2 mol，则生成银________克。

Ⅱ将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

（4）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲_______乙（填“＞”、“＜“或“＝” ）。

（5）请写出图中构成原电池的负极电极反应式_______________。 电池工作时，溶液中SO42-向______极（填正、负）移动，电池工作完成后，溶液中SO42－浓度_______（填增大或减小或不变）。

Answer 1

【答案】碳棒或者Pt 铜（Cu） AgNO3溶液 Ag++e-=Ag或者2Ag++2e-=2Ag 216 ＞ Zn -2e-= Zn2+ 负 不变

【解析】

Ⅰ在Cu+2Ag＋=2Ag+Cu2＋反应中，Cu被氧化，应为原电池的负极，电解反应为：Cu-2e－=Cu2＋，Ag＋得电子被还原生成单质Ag，正极上有银白色物质生成，电极反应为Ag＋+e－=Ag，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Cu的金属或非金属材料，电解质溶液为含Ag＋离子的溶液，如AgNO3，原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以形成闭合回路。

Ⅱ甲装置符合原电池构成条件，所以是原电池，乙不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，两个烧杯中，锌都失电子发生氧化反应，甲中铜上氢离子得电子发生还原反应，乙中锌上氢离子得电子发生还原反应。

Ⅰ（1）在Cu+2Ag＋=2Ag+Cu2＋反应中，正极为碳棒或者Pt，Cu被氧化，应为原电池的负极，电解反应为：Cu-2e－=Cu2＋，电解质溶液为含Ag＋离子的溶液，如AgNO3，故答案为： 碳棒或者Pt；铜（Cu）；AgNO3溶液；

（2）正极的反应式为Ag++e-=Ag或者2Ag++2e-=2Ag ；故答案为：Ag++e-=Ag或者2Ag++2e-=2Ag ；

（3）若导线上转移电子2 mol，由电极方程式Ag++e-=Ag，生成2molAg，m(Ag)=108g·mol－1 ×2mol=216g，则生成银216 克。故答案为：216 ；

Ⅱ（4）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度，甲>乙，故答案为：＞；

（5）构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e－=Zn2＋，电池工作时，SO42－流向负极，由于硫酸根离子未参与电极反应，故反应完成后浓度不变，故答案为：Zn-2e－=Zn2＋；负；不变。