Question

【题目】原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献.

（1）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池.请利用反应“Cu＋2Ag+ ＝2 Ag +Cu2+ ”，设制一个化学电池（正极材料用碳棒），回答下列问题：

①该电池的负极材料是_______，电解质溶液是_____________；

②正极的反应式为_____________________.

③若导线上转移电子1mol，则生成银___________克.

（2）将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

①在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲____________乙（填“＞”、“＜“或“＝” ）.

②请写出图中构成原电池的负极电极反应式_______________. 电池工作时，溶液中SO42-向______极（填正、负）移动，电池工作完成后，溶液中SO42－浓度_________（填增大或减小或不变）.

Answer 1

【答案】铜（或Cu） 硝酸银（或AgNO3）溶液 Ag++e-=Ag 108 ＞ Zn -2e-= Zn2+ 负 不变

【解析】

原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，结合相关物质的性质、原电池的组成分析解答。

（1）①根据方程式Cu+2Ag+ ＝2Ag+Cu2+可知铜失去电子，银离子得到电子，所以该电池的负极材料是铜，电解质溶液是含有银离子的可溶性盐，可以为硝酸银（或AgNO3）溶液；

②正极银离子得到电子，电极反应式为Ag++e-＝Ag；

③若导线上转移电子1mol，则根据反应式Ag++e-＝Ag可知生成银1mol，质量是108g；

（2）①根据装置图可知甲中构成原电池，锌是负极，铜是正极，乙中不能构成原电池，铜与稀硫酸不反应，锌和稀硫酸发生置换反应，所以在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙；

②甲中构成原电池，锌是负极，则负极电极反应式为Zn-2e-＝Zn2+；电池工作时，溶液中阴离子SO42-向负极移动，由于硫酸根离子不参与电极反应，则电池工作完成后，溶液中SO42－浓度不变。