题目内容
一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”．如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，可拆写为氧化反应式：Cu→Cu2++2e-，还原反应式：2Fe3++2e-→2Fe2+．并由此实现了化学能与电能的相互转化．据此，回答下列问题：（1）将反应Zn+2H+═Zn2++H2↑拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应式为：
Zn=Zn2++2e-
Zn=Zn2++2e-
．（2）由题（1）反应，设计成原电池如图所示：若电极a为Zn，电极b可选择材料：
铜
铜
（只填一种）；电解质溶液甲是ZnSO4
ZnSO4
；电极b处的电极反应式：2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
．（3）由反应2H2+O2
| ||
2H2-4e-=4H+
2H2-4e-=4H+
，正极O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O
．（4）以惰性材料为电极，电解100mL pH=6的硫酸铜溶液，当电解池内溶液的pH为1时，电极上析出的铜的质量为
0.32g
0.32g
（忽略电解前后溶液体积的变化）．分析：（1）失电子的物质发生氧化反应；
（2）将反应Zn+2H+═Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，正极上得电子发生还原反应；
（3）由反应2H2+O2
2H2O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应；
（4）根据铜和酸的物质的量之间的关系式计算．
（2）将反应Zn+2H+═Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，正极上得电子发生还原反应；
（3）由反应2H2+O2
| ||
（4）根据铜和酸的物质的量之间的关系式计算．
解答：解：（1）根据方程式知，锌失电子发生氧化反应，所以其反应式为：Zn=Zn2++2e-，
故答案为：Zn=Zn2++2e-；
（2）反应Zn+2H+═Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，如铜等，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，可以是硫酸锌溶液，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：Cu，ZnSO4，2H++2e-=H2↑；
（3）由反应2H2+O2
2H2O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：2H2-4e-=4H+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，
故答案为：负极：2H2-4e-=4H+，正极：O2+4H++4e-=2H2O；
（4）设析出铜的质量是x，
电解硫酸铜溶液的方程式为：2Cu 2++2H2O
2Cu↓+O2↑+4H+，
128g 4mol
x 0.1mol/L×0.1L
x=
=0.32g，
答：电极上析出的铜的质量为0.32g．
故答案为：Zn=Zn2++2e-；
（2）反应Zn+2H+═Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，如铜等，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，可以是硫酸锌溶液，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：Cu，ZnSO4，2H++2e-=H2↑；
（3）由反应2H2+O2
| ||
故答案为：负极：2H2-4e-=4H+，正极：O2+4H++4e-=2H2O；
（4）设析出铜的质量是x，
电解硫酸铜溶液的方程式为：2Cu 2++2H2O
| ||
128g 4mol
x 0.1mol/L×0.1L
x=
| 0.1mol/L×0.1L×128g |
| 4mol |
答：电极上析出的铜的质量为0.32g．
点评：本题考查原电池原理和电解池原理，电极反应式的书写是学习难点，书写时要结合电解质溶液的酸碱性．
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