Question

【题目】根据要求完成下列各小题。

（1）由铜片、锌片和1L0.5mol/L的H2SO4（足量）组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，一段时间后某极产生3.36L（标准状况）的气体。请回答：

①负极是___（填“锌”或“铜”），发生___反应（填“氧化”或“还原”）。

②假设反应后溶液体积不变，反应后溶液的pH为___（用对数表示）。

（2）如图是某燃料电池的示意图，请回答：

①在导线中电子流动方向为___（用a、b表示）。

②该燃料电池的负极反应式为___。

（3）如图是电解未知浓度的硝酸银溶液的示意图，请根据要求答题。

①Fe电极叫做___极，C电极的反应式为___。

②当某电极的固体质量增重21.6g时，整个装置共产生气体（标准状况下）体积2.24L，推断该气体的组成___（包括成分和体积）。

Answer 1

【答案】锌 氧化 1-lg7 a流向b（或a→b） C2H4 +16OH--12e-=2CO32-+10H2O 阴极 4OH--4e-=2H2O+O2 H2和O2；H2体积为0.747L O2体积为1.493L

【解析】

(1)①Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，锌比铜活泼，据此分析判断；

②正极铜片上发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，该气体为氢气，根据氢气的体积计算出反应的氢离子的物质的量，再计算溶液中剩余氢离子的物质的量和浓度，最后计算pH；

(2)在燃料电池中，通入燃料的为负极，通入氧气的为正极，据此分析解得；

(3)①根据图示，Fe电极连接电源的负极，为阴极，C电极为阳极，据此分析解得；②电解硝酸银溶液时，首先根据析出的银分析判断阴极上是否只有银离子放电，再根据得失电子守恒列式计算。

(1)①Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，金属锌做负极，发生失电子的氧化反应，故答案为：锌；氧化；

②正极铜片上发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，因此气体为氢气，物质的量==0.15mol，反应的H+为0.3mol，溶液中剩余氢离子1L×0.5mol/L×2-=0.3mol=0.7mol，c(H+)==0.7mol/L，pH=- lg0.7=1-lg7，故答案为：1-lg7；

(2)①在燃料电池中，通入燃料的为负极，通入氧气的为正极，所以导线中电子流动方向为由a到b，故答案为：a→b；

②在燃料电池中，通入燃料的为负极，负极上乙烯发生氧化反应生成碳酸根离子，电极反应式为C2H4 +16OH--12e-=2CO32-+10H2O，故答案为：C2H4 +16OH--12e-=2CO32-+10H2O；

(3)①根据图示，Fe电极连接电源的负极，为阴极，C电极为阳极，阳极上发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2，故答案为：阴极；4OH--4e-=2H2O+O2；

②电解硝酸银溶液时，阴极上银离子放电生成银，Ag++e-= Ag，n(Ag)==0.2mol，转移0.2mol电子，阳极的反应式为4OH――4e－＝2H2O＋O2↑，因此生成的氧气为=0.05mol，标准状况下的体积0.05mol×22.4L/mol= 1.12L＜2.24L，说明阴极上还生成了氢气，设生成氢气的物质的量为x，则阴极转移的电子为0.2mol+2x，则阳极放出的氧气为mol，因此mol+x=，解得：x=mol，因此氢气的体积=mol×22.4L/mol= 0.747L，氧气的体积为2.24L-0.747L=1.493L，故答案为：H2体积为0.747L O2体积为1.493L。