Question

【题目】如图所示，是原电池的装置图。请回答：

（1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极可使用___________，A上发生的电极反应式为______________________________；

（2）若C为CuCl2溶液，Zn是负极，Cu极发生____反应，电极反应为_____________。

（3）CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图：

电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，c电极为____极，电极反应方程式为______。若线路中转移2mol电子，则消耗的O2在标准状况下的体积为____ L。

Answer 1

【答案】石墨（或较铁不活泼金属） 2H++2e-=H2↑ 还原 Cu2++2e-=Cu 负 CH3OH6e-+H2O=CO2↑+6H+ 11.2

【解析】

(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，铁和石墨（或较铁不活泼金属）构成原电池，铁做负极；

(2)锌、铜和CuCl2溶液构成的原电池中，锌作负极，发生氧化反应；铜作正极，正极上铜离子发生还原反应而析出铜单质；

(3)甲醇燃料电池，甲醇做负极，发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应；根据图示据电子流向可知，电极c为负极；根据O2+4e-+4H+= 2H2O反应，若线路中转移2mol电子，则消耗氧气0.5mol，从而计算出在标准状况下氧气的体积。

(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，电极反应为Fe－2e－＝Fe2+，A为正极，可使用石墨（或较铁不活泼金属），溶液中氢离子得到电子生成氢气，其电极反应为：2H++2e-＝H2↑，故答案为：石墨（或较铁不活泼金属）；2H++2e-=H2↑。

(2)锌、铜和CuCl2溶液构成的原电池中，锌作负极，负极上锌失电子，发生氧化反应生成锌离子进入溶液，导致锌逐渐溶解，电极反应式为：Zn－2e－＝Zn2+，铜作正极，正极上铜离子得电子，发生还原反应而析出铜单质，其电极反应式为Cu2++2e-＝Cu，故答案为：还原；Cu2++2e-＝Cu。

(3)根据电子流向可知，电极c为负极，甲醇失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：CH3OH－6e-+H2O＝CO2↑+6H+，电极d为正极，氧气得到电子，发生还原反应，其电极反应式为：O2+4e-+4H+= 2H2O；1mol氧气在反应中得到4mol电子，若线路中转移2mol电子，则消耗氧气0.5mol，在标准状况下的体积为：0.5mol×22.4L/mol＝11.2L，故答案为：负；CH3OH6e-+H2O=CO2↑+6H+ ；11.2。