Question

【题目】根据下列原电池的装置图，回答问题：

（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电极上发生的电极反应式为____________________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________（填“升高”“降低”或“基本不变”）。

（2）若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，则负极A极材料为 ，正极B极材料为 ，溶液C为 。

（3）用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：

①则d电极是________（填“正极”或“负极”），c电极的反应方程式为：_____ 。

②若线路中转移2 mol电子，则上述燃料电池，消耗的O2在标况下的体积为______ L。

Answer 1

【答案】（1） 2H＋＋2e－===H2↑ 升高

（2）Cu石墨（或比铜活泼性弱的金属） 含Fe3+的溶液

（3）①正 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ ②11．2

【解析】

试题分析：（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，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，A为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液PH升高；

（2）将反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成上图所示的原电池装置，Cu元素的化合价由0价升高到+2价，失电子作原电池的负极，则负极A极材料为Cu，正极B极材料为石墨，Fe3＋在正极得电子发生还原反应，溶液C用可溶性铁盐，即含Fe3＋的溶液。

（3）①根据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极，c为负极，d为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生还原反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应，所以c电极的反应方程式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。

②根据正极电极反应式：O2+4e－+4H＋=2H2O，则线路中转移2 mol电子时，消耗的O2为0．5mol，在标况下的体积为0．5mol×22．4L/mol=11．2L。