Question

取Pt和Zn为电极材料埋入人体内作为心脏起搏器的能源，它跟人体的体液中含有一定浓度的溶解O₂、H⁺和Zn²⁺进行作用．
（1）其正极的反应式为

 

．
（2）该电池在0.8V、40μW条件下进行工作，则工作电流为

 

A．
（3）将5g锌埋入人体内，则可维持

 

年才需要第二次手术进行更换（取二位有效数字）？

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）Pt、Zn和电解质溶液构成原电池，Zn易失电子发生氧化反应而作负极、Pt作正极，正极上氧气得电子发生还原反应；
（2）功率=UI，则I=

功率

U

；
（3）n（Zn）=

5g

65g/mol

=

1

13

mol，锌完全反应失去电子的物质的量=

1

13

mol×2=

2

13

mol，1mol电子是6.02×10²³个电子，每个电子带的电荷量是1.6×10^-19C，1mol电子带的电荷量是：6.02×10²³×1.6×10^-19C=96320C，则

2

13

mol电子的电量=14818.45C，电流I=5.0×10^-5A，则时间s=

Q

I

．

解答： 解：（1）Pt、Zn和电解质溶液构成原电池，Zn易失电子发生氧化反应而作负极、Pt作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电解质溶液呈酸性，所以氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（2）功率=UI，则I=

功率

U

=

40×10-6A

0.8V

=5.0×10^-5A，
故答案为：5.0×10^-5；
（3）n（Zn）=

5g

65g/mol

=

1

13

mol，锌完全反应失去电子的物质的量=

1

13

mol×2=

2

13

mol，1mol电子是6.02×10²³个电子，每个电子带的电荷量是1.6×10^-19C，1mol电子带的电荷量是：6.02×10²³×1.6×10^-19C=96320C，则

2

13

mol电子的电量=14818.45C，电流I=5.0×10^-5A，则时间s=

Q

I

=

14818.46C

5.0×10-5A

=2.96×10⁸s=9.386年，根据实际需要，应该为9.3年，
故答案为：9.3．

点评：本题考查物理、化学知识，属于学科间综合题，明确各个物理量之间的关系式即可解答，会结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，题目难度不大．