Question

7．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要．以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格．
（1）铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O．正极电极反应式为PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O．
（2）FeCl₃溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为Cu，当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为6.4g．
（3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为B．
A．铝片、铜片　　B．铜片、铝片　　C．铝片、铝片
（4）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是：2H₂+O₂=2H₂O．
②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）放电时，正极上PbO₂得电子；
（2）该电池反应中，铜失电子发生氧化反应，作负极；根据电极方程式计算；
（3）原电池中失电子的一极为负极；
（4）①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水；
②根据燃料电池的总反应方程式判断硫酸浓度的变化．

解答 解：（1）放电时，正极上PbO₂得电子，正极反应式为PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O，
故答案为：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O；
（2）该电池反应中，铜失电子发生氧化反应，作负极；负极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，则当线路中转移0.2mol电子时，反应的Cu为0.1mol，其质量为6.4g，
故答案为：Cu；6.4；
（3）铝片和铜片插入浓HNO₃溶液中，金属铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间会发生自发的氧化还原反应，此时金属铜时负极，金属铝是正极；
插入稀NaOH溶液中，金属铜和它不反应，金属铝能和氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，此时金属铝是负极，金属铜是正极，
故答案为：B；
（4）①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水，其反应的总方程式为：2H₂+O₂=2H₂O，
故答案为：2H₂+O₂=2H₂O；
②已知氢氧燃料电池的总反应为：2H₂+O₂=2H₂O，电池工作一段时间后，生成水使溶液体积增大，则硫酸的浓度减小，
故答案为：减小．

点评 本题考查了原电池原理的应用，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写．