题目内容
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）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计，则锌片上发生的电极反应： ；
（2）铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为 ，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 ．
（3）被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．图1为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
①图中通过负载的电子流动方向 （填“向左”或“向右”）．
②写出氢氧燃料电池工作时负极的电极反应方程式负极：
③为了获得氢气，除了充分利用太阳能外，工业上利用石油产品与水在催化剂作用下制取氢气．写出C3H8和H2O反应生成H2和CO的化学方程式： ；
（4）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图2是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是 （填“a”或“b”），该极的电极反应式是： ．
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计，则锌片上发生的电极反应：
（2）铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为
（3）被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．图1为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
①图中通过负载的电子流动方向
②写出氢氧燃料电池工作时负极的电极反应方程式负极：
③为了获得氢气，除了充分利用太阳能外，工业上利用石油产品与水在催化剂作用下制取氢气．写出C3H8和H2O反应生成H2和CO的化学方程式：
（4）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图2是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH
考点：化学电源新型电池,原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）Zn、Ag原电池中，较活泼的金属是负极，发生失电子的氧化反应；
（2）金属铜可以喝氧化性的铁离子之间反应生成亚铁离子和铜离子，根据电池反应设计原电池，将发生氧化反应的金属单质设计成负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属设计成正极，反应物中的电解质设计为电解质溶液；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上是氧气发生还原反应，电子从负极流向正极；根据反应物、生成物、反应条件写出反应方程式即可；
（4）①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，负极上是燃料发生失电子的氧化反应；
②根据燃料电池的总反应方程式判断pH的变化．
（2）金属铜可以喝氧化性的铁离子之间反应生成亚铁离子和铜离子，根据电池反应设计原电池，将发生氧化反应的金属单质设计成负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属设计成正极，反应物中的电解质设计为电解质溶液；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上是氧气发生还原反应，电子从负极流向正极；根据反应物、生成物、反应条件写出反应方程式即可；
（4）①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，负极上是燃料发生失电子的氧化反应；
②根据燃料电池的总反应方程式判断pH的变化．
解答：
解：（1）锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计，则锌片是负极，该极上发生的电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+；
（2）Fe3+有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe2+，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，设计成原电池时，负极上发生氧化反应，即Cu是负极，活泼性比铜差的金属或是用非金属石墨作正极，正极上发生还原反应，该电池反应中三价铁离子得电子发生还原反应，所以正极上的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+（或2Fe3++2e-=2Fe2+），故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe3++e-=Fe2+（或2Fe3++2e-=2Fe2+）；
（3）①氢氧燃料电池中，通燃料的电极是负极，通氧气的电极是正极，电子从负极流向正极，故答案为：向右；
②氢氧燃料电池工作时，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应方程式为：H2+2OH--2e-═2H2O，故答案为：H2+2OH--2e-═2H2O；
③该反应中反应物是丙烷和H2O，产物是H2和CO，反应条件是高温、催化剂，所以方程式为C3H8+3H2O
3CO+7H2，故答案为：C3H8+3H2O
3CO+7H2；
（4）①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，该极上是燃料发生失电子的氧化反应，即CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，
故答案为：a；CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O；
②在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，电池工作一段时间后，由于氢氧根离子被消耗，所以电解质溶液的pH会减小，
故答案为：减小．
（2）Fe3+有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe2+，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，设计成原电池时，负极上发生氧化反应，即Cu是负极，活泼性比铜差的金属或是用非金属石墨作正极，正极上发生还原反应，该电池反应中三价铁离子得电子发生还原反应，所以正极上的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+（或2Fe3++2e-=2Fe2+），故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe3++e-=Fe2+（或2Fe3++2e-=2Fe2+）；
（3）①氢氧燃料电池中，通燃料的电极是负极，通氧气的电极是正极，电子从负极流向正极，故答案为：向右；
②氢氧燃料电池工作时，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应方程式为：H2+2OH--2e-═2H2O，故答案为：H2+2OH--2e-═2H2O；
③该反应中反应物是丙烷和H2O，产物是H2和CO，反应条件是高温、催化剂，所以方程式为C3H8+3H2O
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| 催化剂 |
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| 催化剂 |
（4）①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，该极上是燃料发生失电子的氧化反应，即CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，
故答案为：a；CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O；
②在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，电池工作一段时间后，由于氢氧根离子被消耗，所以电解质溶液的pH会减小，
故答案为：减小．
点评：本题涵盖电解池和原电池的主体内容，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．
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