Question

12．（1）觀察如圖所示的兩個(gè)裝置，圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡，圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生，而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體．根據(jù)上述現(xiàn)象試推測(cè)金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為金屬鉻的活潑性比銅強(qiáng)且能和稀硫酸反應(yīng)生成H₂、金屬鉻易被稀硝酸鈍化．
（2）Ag₂O₂是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，其電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag₂O₂轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，寫出該電池反應(yīng)方程式：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag．
（3）以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺，正極的反應(yīng)式為$\frac{3}{2}$O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O．
（4）如圖3為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應(yīng)為2Na+xS═Na₂S_x，正極的電極反應(yīng)式為xS+2e^-═S_x^2-．M（由Na₂O和Al₂O₃制得）的兩個(gè)作用是導(dǎo)電和隔離鈉與硫．與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的4.5倍．

Answer 1

分析 （1）由圖1可知還原性Cr＞Cu，但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常，結(jié)合稀硝酸的氧化性，不難推測(cè)鉻被稀硝酸鈍化，導(dǎo)致活性降低；
（2）電池放電時(shí)正極的Ag₂O₂ 轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，依據(jù)轉(zhuǎn)化寫出電池反應(yīng)；
（3）甲醇酸性燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽(yáng)離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和負(fù)極質(zhì)量的關(guān)系分析．

解答 解：（1）由圖1可知還原性Cr＞Cu，但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常，結(jié)合稀硝酸的氧化性，不難推測(cè)鉻被稀硝酸鈍化，導(dǎo)致活性降低，
故答案為：金屬鉻的活動(dòng)性比銅的強(qiáng)且能和稀硫酸反應(yīng)生成H₂；金屬鉻易被稀硝酸鈍化；
（2）電池放電時(shí)正極的Ag₂O₂ 轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，正極電極反應(yīng)式為Ag₂O₂+4e^-+2H₂O═2Ag+4OH^-，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Zn-4e^-+8OH^-═2Zn（OH）₄^2-，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，反應(yīng)的總方程式為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag；
故答案為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O═2K₂Zn（OH）₄+2Ag；
（3）甲醇燃料電池中，負(fù)極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為$\frac{3}{2}$O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O，
故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；$\frac{3}{2}$O₂+6H⁺+6e^-═3H₂O；
（4）正極上硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極電極反應(yīng)式為：xS+2e^-═S_x^2-，熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽(yáng)離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)，所以它起到隔離作用，
鈉高能電池中負(fù)極為鈉，有23g鈉消耗釋放1mol e^-，則207g鈉消耗時(shí)轉(zhuǎn)移207/23mol e^-，鉛蓄電池的電極反應(yīng)為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，鉛蓄電池中鉛是負(fù)極，207g鉛消耗時(shí)轉(zhuǎn)移 2mol e^-，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的：207÷23÷2=4.5 倍，
故答案為：xS+2e^-═S_x^2-；導(dǎo)電和隔離鈉與硫；4.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理，明確正負(fù)極上得失電子及反應(yīng)類型是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，注意結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書寫，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．