8.(14分)某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:

试根据表中的实验现象回答下列问题:

(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极) _____ (填“相同”或“不相同”)。

(2)对实验3完成下列填空:

①铝为_____极,电极反应式: _____ ;

②石墨为_____极,电极反应式: _____ ;

③电池总反应式: _____ 。

(3)实验4中铝作_____ ,理由是______________。写出铝电极的电极反应式: _____ 。

(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因_______。

(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素_____。

[解析]在稀盐酸中Mg比Al活泼,Mg作原电池的负极,Al作原电池的正极,电流计指针偏向Al;在稀盐酸中Al比Cu活泼,Al作原电池的负极,Cu作原电池的正极,电流计指针偏向Cu。由此可知,在这里的原电池中电流计指针是偏向于正极。在实验3中电流计指针偏向石墨,由上述规律可知,在该原电池中铝作负极,石墨作正极。化学反应是铝失去电子被氧化为铝离子,盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。在氢氧化钠溶液中Al能与NaOH发生氧化还原反应而Mg不能与NaOH反应,所以Al作原电池的负极,Mg作原电池的正极。铝在浓硝酸中钝化,锌在浓硝酸中被氧

化,即在浓硝酸中Zn比Al活泼,Zn作原电池的负极,Al作原电池的正极,所以在实验5中电流计指针偏向铝。该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。实验1、2、3是电解质溶液相同,电极材料不同;实验1和4比较的是电极材料相同,电解质溶液不同;实验5与其他实验比较的是电极材料和电解质溶液都不同。这些结果都是总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素。

答案:(1)不相同 (2)① 负 2Al-6e- ====2Al3+② 正 6H+ +6e- ====3H2↑③2Al+6HCl====2AlCl3+3H2

(3)负极 铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,而

镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应Al-3e- +4OH- ====

+2H2O(4)铝在浓硝酸中钝化,锌在浓硝酸中被氧化,即在浓硝酸中Zn比Al活泼,Zn作原电池的负极,Al作原电池的正极,所以电流计指针偏向铝(5)①另一个电极材料的活泼性;②铝电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应

7.(10分)氢氧燃料 电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能 力强,性质稳定,

请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形

式是_____ ,在导线中电子流动方向

为_____ (用a、b表示)。

(2)负极反应式为_____ 。

(3)电极表面镀铂粉的原因为_____ 。


 
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:

Ⅰ.2Li+H2====2LiH Ⅱ.LiH+H2O====LiOH+H2

①反应Ⅰ中的还原剂是_____ ,反应Ⅱ中的氧化剂是_____ 。

②已知LiH固体密度为0.82 g/cm3。用锂吸收224 L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为____ 。

③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为__ mol。

[解析]本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2+O2====2H2O,其中H2从零价升至+1价,失去电子,即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极,即H2失电子生成H+,由于溶液是碱性的,故电极反应式左右应各加上OH-。(3)铂粉的接触面积大,可以加快反应速率。(4)Ⅰ.Li从零价升至+1价,作还原剂。Ⅱ.H2O的H从+1降至H2中的零价,作氧化剂。由反应Ⅰ,当吸收10 mol H2时,则生成20 mol LiH,V=m/ρ=20×7.9/0.82×10-3(L)=192.68×10-3(L)。

V(LiH)/V(H2)=192.68×10-3 L/224 L=8.6×10-4。

20 mol LiH可生成20 mol H2,实际参加反应的H2为20×80%=16 mol,1 mol H2转化成1 mol H2O,转移2 mol电子,所以16 mol H2可转移32 mol的电子。

答案:(1)由化学能转变为电能 由a到b

(2)2H2+4OH--4e- ====4H2O或H2+2OH--2e- ====2H2O

(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率 (4)①Li H2O ②8.6×10-4  ③32

[实验·探究]

 0  23377  23385  23391  23395  23401  23403  23407  23413  23415  23421  23427  23431  23433  23437  23443  23445  23451  23455  23457  23461  23463  23467  23469  23471  23472  23473  23475  23476  23477  23479  23481  23485  23487  23491  23493  23497  23503  23505  23511  23515  23517  23521  23527  23533  23535  23541  23545  23547  23553  23557  23563  23571  447348 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网