Question

化学电源在现代社会的各个方面都有着广泛的应用．
（1）根据原电池的反应原理，人们设计和生产出了许多化学电源，主要包括一次电池、二次电池、燃料电池等．二次电池又称蓄电池，放电后可再    使活性物质获得再生，这类电池可以多次重复使用．碱性锌锰电池是一次电池，其电池反应方程式为：Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂则其负极的电极反应式为

 

．
（2）已知铅蓄电池是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖PbO2，负极板上覆盖Pb，电解质溶液是H₂SO₄溶液．其充、放电原理可用下列化学方程式表示：Pb+PbO₂+2H₂SO₄

放电

充电

2PbSO₄+2H₂O
如果要判断某铅蓄电池是否需要充电，可以根据

 

来确定．若某蓄电池的正、负极标志难以辨别，则可通过简单的实验予以辨别出来．请写出你给出的辨别实验方案：

 

．
（3）某燃料电池以铂为电极，KOH溶液为电解质溶液，在两极区分别通入氢气和氧气即可产生电流．则该电池正极的电极反应式为

 

．
（4）用石墨为电极电解c（Cl^-）=3mol?L^-1的NaCl和CuCl₂的混合溶液1000mL，通电一段时间后，当阴极上收集到11.2L气体（标准状况）时，溶液中氯离子恰好放电完全．则电解所得到的金属铜的质量为

 

g．（设电解后溶液的体积变化忽略不计）

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）负极发生氧化反应，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂；
（2）当电极上的反应物较少时，电池的电流强度减弱；利用电流计测定电流流向；
（3）碱性条件下，氢氧燃料电池中氧气在正极得电子生成氢氧根离子；
（4）用石墨做电极电解，则阴极上发生的电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极上发生电极反应：Cl^--2e^-=Cl₂↑，根据电子守恒和电极方程式进行计算．

解答： 解：（1）负极发生氧化反应，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，则电极方程式为Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，故答案为：Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂；
（2）当电极上的反应物较少时，电池的电流强度减弱，所以当电流强度较小时，需要对电池充电；利用电流计测定电流流向，若电流计指针向正极偏转，则与电流计正极相连的为原电池的正极，若反向偏转，与电流计正极相连的为原电池的负极，
故答案为：电流强度；利用电流计测定电流流向；
（3）正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，发生还原反应，所以电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
（4）用石墨做电极电解，则阴极上发生的电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极上发生电极反应：Cl^--2e^-=Cl₂↑，已知n（Cl^-）=3mol?L^-1×1L=3mol，
则转移的电子的总物质的量为n=n（Cl^-）=3mol，氢气转移的电子为n（e^-）=2n（H₂）=

11.2L

22.4L /mol

×2=1mol，所以铜转移的电子为n′（e^-）=3-1mol=2mol，则生成的Cu为n（Cu）=

1

2

n′（e^-）=1mol，所以m（Cu）=nM=64g，故答案为：64．

点评：本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意根据电子守恒来计算电极上产物的量，难度较大．