Question

（1）有A、B、C、D四种金属，已知：只有D投入水中可与水剧烈反应；用B和C作电极，稀硫酸作电解质溶液构成原电池时，C为正极；A和C的离子共存于电解液中，以石墨为电极电解时阴极析出A．则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是

 

（2）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H₂+O₂═2H₂O，电解质溶液为稀H₂SO₄溶液，电池放电时是将

 

 能转化为

 

能．其电极反应式分别为：负极

 

，正极

 

．
（3）如图为固态氧化物燃料电池（SOFC）的原理示意图．
试写出电极反应式：

 

正极，

 

负极；在导线中电子流动方向为

 

 （用“a→b”或“b→a”表示）．该电池最好选用下列哪种固态电解质

 

．
A．ZrO（氧化锆）     B．NaOH      C．Na₂SO₄．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,常见金属的活动性顺序及其应用

专题：

分析：（1）金属越活泼，与水反应越剧烈；一般来说，作原电池负极的金属活动性较强；在电解池中，阴极上氧化性较强的离子先放电，金属离子的氧化性越强，对应的金属单质越不活泼，以此解答该题；
（2）根据反应2H₂+O₂=2H₂O可知，反应中氢气失电子被氧化，应在负极上的反应，氧气得电子被还原，应在正极上的反应，根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式；
（3）负极失电子，正极得电子，电子由负极移向正极，氧化锆有自由移动的O^2-．

解答： 解：（1）D投入水中可与水剧烈反应，说明D最活泼；
用B和C作电极，稀硫酸作电解质溶液构成原电池时，C为正极，说明金属的活动性B＞C；
A和C的离子共存于电解液中，以石墨为电极电解时阴极析出A，说明金属活动性C＞A；
则四种金属的活动性由强到弱的顺序是D＞B＞C＞A，
故答案为：DBCA；
（2）氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置，该反应在酸性环境中，负极上氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H₂-4e^-═4H⁺
正极上氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
故答案为：化学能；电能；2H₂-4e^-═4H⁺；O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（3）负极失电子：CO+O^2--2e^-=CO₂，正极得电子：O₂+4e^-=2O^2-，电子由负极移向正极，在导线中电子由a←b，氧化锆有自由移动的O^2-，可做电解质，氧化锆高温下才发生电离，故答案为：O₂+4e^-=2O^2-；CO+O^2--2e^-=CO₂；b→a； A．

点评：本题考查原电池反应（反应原理、电极方程式的书写、离子的移动方向）和有关化学方程式的计算，难度不大，注意电解质的选择方法．