Question

【題目】將質(zhì)量相等的鐵片和銅片用導(dǎo)線相連浸入500 mL硫酸銅溶液中構(gòu)成如圖1的裝置：

（以下均假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中溶液體積不變）。

（1）鐵片上的電極反應(yīng)式為______________，

（2）銅片周?chē)�溶液�?huì)出現(xiàn)___________的現(xiàn)象。

（3）若2 min后測(cè)得鐵片和銅片之間的質(zhì)量差為1.2 g，計(jì)算：導(dǎo)線中流過(guò)的電子的物質(zhì)的量為__________mol；

（4）金屬的電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是形成了原電池。如下圖所示，燒杯中都盛有稀硫酸。

①圖2 B中的Sn為________極，Sn極附近溶液的pH（填“增大”“減小”或“不變”）____。

②圖2 C中被腐蝕的金屬是___________。比較A、B、C中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是______。

（5）人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池，以滿(mǎn)足不同的需要。燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如圖是電解質(zhì)為稀硫酸溶液的氫氧燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：

①氫氧燃料電池的正極電極反應(yīng)是：___________________。電池工作一段時(shí)間后硫酸溶液的濃度_____________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 溶液顏色變淺 0.02 正 增大 鋅 減小

【解析】

(1)鐵比銅活潑，為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為，銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為，則銅片周?chē)�溶液�?huì)出現(xiàn)溶液顏色變淺的現(xiàn)象；

(2)設(shè)轉(zhuǎn)移xmol電子，則消耗，析出，則有，；

(3)①B裝置構(gòu)成原電池，Fe更活潑易失電子作負(fù)極，Sn作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)而生成氫氣，電極反應(yīng)式為↑，導(dǎo)致氫離子濃度降低，溶液的pH增大

②A裝置中Fe發(fā)生化學(xué)腐蝕;裝置B、C構(gòu)成原電池，B裝置中Fe更活潑易失電子作負(fù)極，Sn作正極;C裝置中Zn易失電子作負(fù)極，Fe作正極，作負(fù)極的金屬加速被腐蝕，所以鋅被腐蝕，作正極的金屬鐵被保護(hù)，金屬腐蝕快慢速率為:作負(fù)極的金屬>發(fā)生化學(xué)腐蝕的金屬>作正極的金屬，所以鐵被腐蝕快慢速率為；

(4)①氫氧燃料電池的總反應(yīng)即是氫氣與氧氣反應(yīng)生成水，其反應(yīng)的總方程式為:；

②已知?dú)溲跞剂想姵氐目偡磻?yīng)為:，電池工作一段時(shí)間后，生成水使溶液體積增大，則硫酸的濃度減小。