Question

【题目】原电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。

（1）一种新型燃料电池，它以多孔铂板为两个电极插入稀硫酸中，然后分别向两极通入氢气和氧气而获得电能。通入氢气的电极反应式为_________________。

（2）电子工业上常利用FeCl3溶液腐蚀铜板制作印刷电路，若将该反应原理设计成原电池，请写出原电池的正极反应______________________________。

（3）常温下，将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓HNO3中组成原电池装置如图甲所示，测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图乙所示，反应过程中有红棕色气体产生。

t1s前，原电池的负极是铝片，正极的电极反应式为________，溶液中的H＋向______（填“正”或“负”）极移动。t1s后，外电路中电子流动方向发生改变，其原因是_________________。

Answer 1

【答案】 H2－2e－＝2H＋ Fe3＋＋e－＝Fe2＋ 2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O 正 Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极

【解析】(1)酸性条件下，氢气在负极失电子失去氢离子，据此解答；

(2)FeCl3溶液与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜；Cu失电子发生氧化反应作负极，铜发生氧化反应；不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，氯化铁在正极上发生还原反应，据此解答；

(3)0-t1时，Al为负极，氧化得到氧化铝，Cu为正极，正极上硝酸根放电生成二氧化氮，随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t1时，铜做负极反应，Al为正极，电子流动方向改变，据此解答。

(1)酸性条件下，氢气在负极失电子失去氢离子，则负极的电极方程式：H2-2e-=2H+；故答案为：H2-2e-=2H+；

(2)FeCl3溶液与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的化学方程式为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，氯化铁在正极上发生还原反应，电极反应式为Fe3＋＋e－＝Fe2＋，故答案为：Fe3＋＋e－＝Fe2＋；

(3)0-t1时，Al为负极，氧化得到氧化铝，Cu为正极，正极上硝酸根放电生成二氧化氮，正极电极反应式为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中的H+向正极移动；随着反应进行，Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极，Al为正极，因此外电路中电子流动方向发生改变，故答案为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；正；Al在浓硝酸中钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极。