Question

【题目】某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图甲乙两个原电池装置。

(1)如图甲，a和b用导线连接，Cu电极的电极反应式为：________，溶液中SO42-移向______(填“Cu”或“Fe”)极。

(2)如图乙所示的原电池装置中，负极材料是_____。正极上能够观察到的现象是_______________。 负极的电极反应式是_________________。原电池工作一段时间后,若消耗负极5.4g，则放出气体______mol。

(3)将反应Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4设计成盐桥电池并画图____________

(4)依据Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应原理设计原电池，你认为是否可行并说明理由______。

Answer 1

【答案】2H++2e-=H2↑ Fe Al 产生气泡 Al-3e- +4OH-=AlO2- + 2H2O 0.3 否，因为此反应为非氧化还原反应

【解析】

(1)甲装置中，a和b用导线连接，该装置构成原电池，铁失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应产生氢气，电解质溶液中阴离子向负极移动，电子由铁电极经导线流向铜电极；

(2)乙装置中，铝与氢氧化钠溶液反应构成原电池，铝失电子发生氧化反应而作负极，镁作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应产生氢气；

(3)设计原电池要满足原电池的组成条件；

(4)原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应。

(1)甲装置中，a和b用导线连接，该装置构成原电池，铁失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应产生氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，电解质溶液中阴离子向负极移动，溶液中SO42-移向铁电极；

(2)乙装置中，铝与氢氧化钠溶液反应构成原电池，铝失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为：Al-3e- +4OH-=AlO2- + 2H2O；镁作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应产生氢气，可以观察到产生气泡；由反应总方程式可知：2Al3H2，5.4g Al的物质的量为=0.2mol，则能生成H2的物质的量为0.3mol；

(3)将反应Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4设计成盐桥电池需要Cu作负极，铜电极烧杯中电解质为CuSO4，可用惰性电极作正极，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液，形成闭合回路，装置图为：；

(4)原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应，该反应是吸热反应且不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池。