Question

【題目】根據(jù)原電池原理和電解原理進(jìn)行如圖回答。

請回答：

I 請根據(jù)圖作答

(1)如圖氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是________，在導(dǎo)線中電子流動方向用a___b(用“→”或“←”表示)。

(2)正極反應(yīng)式為___________________________。

II 用如圖所示裝置進(jìn)行實驗(K閉合)．

(3)Zn極為________極；實驗過程中，SO42-________(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)移動。

(4)y極的電極反應(yīng)現(xiàn)象為________；Cu極的電極反應(yīng)式為____________________。

(5)若想通過上圖實現(xiàn)在鐵上鍍銅，則應(yīng)該將y電極換成______(填鐵或銅)，AlCl3溶液換成___________溶液。

III(6)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池，請寫出該電池的正極反應(yīng)式______________________。

Answer 1

【答案】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 → O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 負(fù) 從右向左 有黃綠色氣體生成 Cu2+ +2e- = Cu 銅 硫酸銅 N2+6e-+8H+= 2NH4+

【解析】

I.（1）氫氧燃料電池為原電池原理，其能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電子從電源的負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流入電源的正極；該電池中，通入氫氣的電極（a極）為負(fù)極，通入氧氣的電極（b極）為正極，據(jù)此分析作答；

（2）在正極，氧氣得電子，被還原；

（3）在原電池中，活潑金屬做負(fù)極，溶液中的陰離子流向負(fù)極；

（4）鋅-銅原電池做電源，y極連接的是銅電解，即為電解池的陰極，溶液中的氯離子會發(fā)生氧化反應(yīng)生成黃綠色的氯氣；

（5）考查電鍍原理，電鍍時，鍍層金屬做陽極，鍍件做陰極，電解質(zhì)溶液為鍍層金屬離子；

（6）根據(jù)氮氣和氫氣反應(yīng)生成氯化氫設(shè)計新型電源，則依據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，可判斷出氮氣做該電池的正極，得電子，在HClNH4Cl為電解質(zhì)溶液中生成氯化銨。

（1）氫氧燃料電池為原電池原理，其能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，通入氫氣的電極（a極）為負(fù)極，通入氧氣的電極（b極）為正極，電子從電源的a極流出，經(jīng)導(dǎo)線流入電源的b極，

故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；→；

（2）正極，氧氣得電子，被還原，在KOH溶液中發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-，

故答案為：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-；

（3）根據(jù)圖中裝置可知，鋅為該原電池的負(fù)極，銅為正極；電流在外電路中從銅流向鋅，則電解質(zhì)溶液中硫酸根離子由右向左移動，

故答案為：負(fù)；從右向左；

（4）根據(jù)圖示可知，銅為原電池的正極，與電源正極相連的電極為陽極，所以y極為陽極，氯離子在y極失去電子生成氯氣，會觀察到有黃綠色氣體生成；銅電極上銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu2+ +2e- = Cu，

故答案為：有黃綠色氣體生成；Cu2+ +2e- = Cu；

（5）y極連接電源的正極，為電解池的陰極，若想實現(xiàn)鐵極上鍍銅，則y極應(yīng)連接銅，失電子，被氧化為銅離子；為保證電鍍過程中沒有雜質(zhì)離子，電解質(zhì)溶液應(yīng)換成硫酸銅溶液，

故答案為：銅；硫酸銅；

III（6）氮氣在該電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，生成氯化銨，其電極反應(yīng)式為：N2+6e-+8H+= 2NH4+，

故答案為：N2+6e-+8H+= 2NH4+。