Question

【题目】研究电化学原理与应用有非常重要的意义。

(1)锌锰电池(俗称干电池) 是一种一次电池，生活中应用广泛。

①锌锰电池负极上的电极反应式为：______________________________。

②与普通(酸性)锌锰电池相比较，碱性锌锰电池的优点是____________________(回答一条即可)。

(2)铅蓄电池是最常见的二次电池：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。

①充电时阴极反应为：________________________________________。

②用铅蓄电池为电源进行电解饱和食盐水实验(石墨棒为阳极，铁为阴极，食盐水500mL，温度为常温)，当电路中有0.05mol电子转移时，食盐水的PH为______(假设溶液体积不变，产物无损耗)。

(3)如图是金属(M)－空气电池的工作原理，我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，电池反应为：___________________________ 。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。Pt2上的电极反应式为：_______________________________________ 。

(4)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取：Fe＋2H2O＋2OHFeO42＋3H2↑，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_____________(填“阴极室”或“阳极室”)；阳极反应为：___________________________。

Answer 1

【答案】Zn－2e－＝Zn2+ 比能量高（或可存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长其他合理答案也可） PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－ 13 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3 O2＋4H+＋4e－＝2H2O 阳极室 Fe＋8OH--6e－＝FeO42＋4H2O

【解析】

根据原电池、电解池的原理来确定电极，从而进一步推断反应过程。

(1)①锌锰电池中活泼金属锌做负极，失去电子，电极方程式为：Zn－2e－＝Zn2+；②普通（酸性）锌锰电池是酸性溶液作电解质，易泄露，相比较碱性锌猛干电池较不稳定，碱性锌锰电池的优点是存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长；故答案为：Zn－2e－＝Zn2+；存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长；

(2) ①铅蓄电池充电时，阴极PbSO4得电子，故阴极反应：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－；

②电解饱和食盐水过程中，2NaCl + 2H2O2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑，Cl2~2e- ~2OH-，电路中有0.05mol电子转移，即有0.05molOH-生成，可计算出c(OH-)=0.1mol/L，故溶液的pH=13；故答案为：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－；13；

(3)根据已知条件，以铝做负极，有空气参与，生成OH-，故方程式为：4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3；燃料电池中Pt1做负极，Pt2做正极得电子，故电极方程式为：O2＋4H+＋4e－＝2H2O；

(4)从反应中可知，Fe作阳极，失电子生成FeO42-，故电极方程式为：Fe＋8OH-－6e－＝FeO42-＋4H2O，阳极室c（OH-）降低，Ni作阴极，Ni电极消耗H2O生成H2和OH-，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故阴极室c(OH)增大，故答案为：阳极室，Fe＋8OH-－6e－＝FeO42-＋4H2O；