Question

18．（1）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⁺═2Ag+Cu²⁺ 设计一个化学电池（正极材料用碳棒），回答下列问题：
该电池的负极材料是铜，发生氧化反应（填“氧化”或“还原”），电解质溶液是硝酸银  ；
（2）氢氧燃烧电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域．它的电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等．电解质溶液一般为40%的KOH溶液．请写出正极电极反应式：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；
（3）写出铝热法炼铁的化学方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．

Answer 1

分析 （1）根据方程式，失电子的物质作负极；根据得失电子判断反应类型；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质；
（2）氢氧燃料电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，注意碱性电解质的条件下；
（3）铝热法炼铁的原理是用金属铝和铁的氧化物在高温下发生置换反应，属于热还原法的一种．

解答 解：（1）原电池中失电子的物质作负极，根据方程式知，铜作负极，比铜活泼性小的金属或导电的非金属作正极；铜失电子，发生氧化反应；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质，所以电解质是可溶性的银盐，可用硝酸银作电解质，
故答案为：铜；氧化；硝酸银；
（2）碱性氢氧燃料电池工作时，在负极上通入氢气，发生氧化反应，电极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，在正极上通入氧气，发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；
（3）铝热法炼铁的原理是用金属铝和铁的氧化物在高温下发生置换反应，以Fe₂O₃为例，反应的化学方程式为Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，
故答案为：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．

点评 本题考查原电池的设计方法，利用氧化还原反应分析是解题的关键，燃料电池电极反应式的书写要注意电解质的性质，题目难度不大．