Question

迄今为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要的能源。

I．请仔细观察下列两种电池的构造示意图，完成下列问题:

 

（1）碱性锌锰电池比普通锌锰电池（干电池）性能好，放电电流大。试从影响反应速率的因素分析其原因是      。

（2）碱性锌锰电池的总反应式：Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，则负极的电极反应式为              。

Ⅱ．下面是一个将化学能与电能相互转化的装置。回答下列问题:

（1）写出通入O₂一极的电极反应方程式为                                     。

（2）a电极是    极，能否写出其电极反应方程式    （填“能”或“不能”），若“能”写出其电极反应方程式，若“不能”说明其理由                                    。

（3）下列说法不正确的是（    ）

A．此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变

B．U型管中，OH^—在a极放电

C．若a为纯净金属，b为粗制金属，该装置可用于粗制金属的精炼

D．电子经导线流入b电极

Ⅲ．某同学运用所学知识，自选材料设计实验，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H₂SO₄(稀)=CuSO₄+H₂↑。请在下面框中画出能够实验这一反应的装置图，并在图中进行必要的标注。

 

 

Answer 1

【答案】

I．（1）碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大（2分）   

（2）Zn+2OHˉ—2eˉ=Zn(OH)₂（2分）

Ⅱ．（1）O₂+4e^—+4H⁺=2H₂O（2分）   

（2）阳（1分）  不能（1分），因为a电极的电极材料不确定，所以不能写出其电极反应方程式（2分）

（3）BC（2分）

Ⅲ．（2分。图正确1分，标注1分）

【解析】

试题分析：I．（1）碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大；（2）由电池工作环境、电子、电荷、原子守恒可知，正极反应式为2MnO₂+2H₂O+2eˉ=2MnOOH+2OHˉ，负极反应式为Zn+2OHˉ—2eˉ=Zn(OH)₂；II．（1）由酸性条件、电子、电荷、原子守恒可知，正极反应式为O₂+4e^—+4H⁺=2H₂O，负极反应式为2H₂+4e^—=4H⁺；（2）与燃料电池的正极相连，则a是电解池的阳极；由于不能确定阳极材料是否是惰性电极，因此不能写出阳极反应式；（3）A、电镀铜时，阳极反应式为Cu—2e^—=Cu²⁺，阴极反应式为Cu²⁺+2^—=Cu，电镀液中Cu²⁺不变，正确；B、a是惰性电极时，OH^—在a极上放电，若a是Cu等活性电极时，OH^—不能在a极上放电，错误；C、粗制金属的电解精炼时，纯金属作阴极，粗制金属作阳极，错误；D、外电路中，电子从负极流出，经过导线流入阴极，正确；III．画图要点：铜与稀硫酸不能自发地反应，因此只能设计为电解池；铜元素由0价升高为+2价，发生氧化反应，则Cu一定是阳极，与直流电源的正极相连；可用石墨等导体作阴极，稀硫酸作电解液，H⁺移向阴极，并在阴极上发生还原反应，生成氢气。

考点：考查化学电源、电解及其应用、电极反应式的书写等相关知识。