Question

依据氧化还原反应：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺设计的原电池如图所示．请回答下列问题：
（1）电极X的材料是

 

；电解质Y是

 

；（填化学式）
（2）碳电极为电池的

 

极，发生的电极反应为

 

；
（3）外电路中的电流是从

 

电极流向

 

电极（填电极材料名称），当X电极的质量减小了3.2g时，则流经电流计的电子的物质的量为

 

mol．
（4）肼（N₂H₄，常温下液态）与空气组成的燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为（反应生成无污染物质）

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）根据方程式，失电子的物质作负极；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质；
（2）得电子的物质在正极上反应，结合方程式判断得电子的离子，从而写出电极反应式；
（3）外电路中的电流是从正极流向负极；根据电极反应式计算；
（4）从作为燃料电池时，负极发生氧化反应的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂．

解答： 解：（1）原电池中失电子的物质作负极，根据方程式知，铜铜失电子作负极，导电的非金属碳棒作正极；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质，所以电解质是可溶性的铁盐，可用Fe₂（SO₄）₃作电解质；
故答案为：Cu；Fe₂（SO₄）₃；
（2）碳棒作正极，正极上得电子，发生还原反应，根据方程式知，Fe³⁺得电子，生成Fe²⁺，正极反应为2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，
故答案为：正；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（3）外电路中的电流是从正极流向负极，即电流从碳棒流向Cu；Cu电极的电极反应为Cu-2e^-=Cu²⁺，当Cu电极的质量减小了3.2g时，参加反应Cu的物质的量为

3.2g

64g/mol

=0.05mol，所以流经电流计的电子的物质的量为0.1mol．
故答案为：碳棒；Cu；0.1mol；
（4）作为燃料电池时，负极发生氧化反应，电解质溶液是20%-30%的KOH溶液，N₂H₄失去电子被氧化生成N₂，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

点评：本题考查原电池和电解池的工作原理，做题时注意两极上的变化，要会书写电极反应式，从质量守恒和电子守恒的角度做题，题目难度中等．