Question

18．（1）理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池．請(qǐng)利用反應(yīng)Cu+2Ag⁺═2Ag+Cu²⁺ 設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電池（正極材料用碳棒），回答下列問(wèn)題：
該電池的負(fù)極材料是銅，發(fā)生氧化反應(yīng)（填“氧化”或“還原”），電解質(zhì)溶液是硝酸銀  ；
（2）氫氧燃燒電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域．它的電極材料一般為活化電極，具有很強(qiáng)的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等．電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液．請(qǐng)寫出正極電極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；
（3）寫出鋁熱法煉鐵的化學(xué)方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)方程式，失電子的物質(zhì)作負(fù)極；根據(jù)得失電子判斷反應(yīng)類型；電解質(zhì)是反應(yīng)物中可溶性的、得電子的物質(zhì)；
（2）氫氧燃料電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，注意堿性電解質(zhì)的條件下；
（3）鋁熱法煉鐵的原理是用金屬鋁和鐵的氧化物在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)，屬于熱還原法的一種．

解答 解：（1）原電池中失電子的物質(zhì)作負(fù)極，根據(jù)方程式知，銅作負(fù)極，比銅活潑性小的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O；銅失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；電解質(zhì)是反應(yīng)物中可溶性的、得電子的物質(zhì)，所以電解質(zhì)是可溶性的銀鹽，可用硝酸銀作電解質(zhì)，
故答案為：銅；氧化；硝酸銀；
（2）堿性氫氧燃料電池工作時(shí)，在負(fù)極上通入氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，在正極上通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-；
（3）鋁熱法煉鐵的原理是用金屬鋁和鐵的氧化物在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)，以Fe₂O₃為例，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，
故答案為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池的設(shè)計(jì)方法，利用氧化還原反應(yīng)分析是解題的關(guān)鍵，燃料電池電極反應(yīng)式的書寫要注意電解質(zhì)的性質(zhì)，題目難度不大．