Question

已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；
电解质溶液：CuCl₂溶液、Fe₂（SO₄）₃溶液、盐酸．
按要求回答下列问题：
①电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用．请用电化学知识说明原因

 

．
②若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？

 

（填“能”或“不能”），若能，请写出电极反应式，负极

 

，正极

 

．
③若发生如下反应：Cu+2H⁺=Cu²⁺+H₂↑，请在右边框图内画出实现该反应的装置图（使用题目所给材料和药品）．
④若用石墨作电极，电解1L 0.1mol/L盐酸，当转移0.5mol电子时，阳极得到气体的体积（标况）为

 

 L．

Answer 1

分析：①根据原电池的构成条件和造成的危害角度来回答；
②所有自发的氧化还原反应均可以设计成原电池，负极发生失电子的氧化反应，正极发生还原反应；
③铜和硫酸铁反应时，失电子的是金属铜，得电子的是氢离子，据此来选择电极材料和电解质；
④根据电解池的工作原理结合电极反应和电子守恒来计算即可．

解答：解：①把铜导线和铝导线连接在一起使用时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀，所以不能把铜导线和铝导线连接在一起使用，
故答案为：二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀；
②金属铜和硫酸铁之间能发生自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，金属铜在负极上失电子，发生氧化反应，Cu-2e^-→Cu²⁺，在正极上是三价铁得到电子，发生还原反应，2Fe³⁺+2e^-→2Fe²⁺，
故答案为：能；Cu；石墨；
③铜和硫酸反应中，该反应不能自发进行，所以选择电解池，失电子的是金属铜，金属Cu一定做阳极，电解质为硫酸，即，故答案为：；
④若用石墨作电极，电解1L0.1mol/L盐酸，阳极上的反应2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，阴极上的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，全部氯离子失电子总量是0.1mol生成氯气是0.05mol，失去0.4mol电子得到氧气的物质的量是0.1mol，当转移0.5mol电子时，阳极得到气体是氯气0.05mol，氧气0.1mol，所以当转移0.5mol电子时，阳极得到气体的体积（标况）为0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故答案为：3.36．

点评：本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意知识的归纳和整理以及电池的设计原理，难度不大．