Question

【題目】人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要．以下每小題中的電池廣泛使用于日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面，請根據(jù)題中提供的信息，填寫空格．
（1）蓄電池在放電時(shí)起原電池作用，在充電時(shí)起電解池的作用．鉛蓄電池在放電時(shí)發(fā)生的電池反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O．負(fù)極反應(yīng)式為 ． 正極反應(yīng)式為 ．
（2）鐵、銅、鋁是生活中使用廣泛的金屬，F(xiàn)eCl3溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，其反應(yīng)過程的離子方程式為 ， 若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則負(fù)極所用電極材料為 ， 正極反應(yīng)式為 ．
（3）將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個(gè)原電池中，負(fù)極分別為 ．
A．鋁片、銅片
B．銅片、鋁片
C．鋁片、鋁片
D．銅片、銅片
寫出插入燒堿溶液中形成原電池的負(fù)極反應(yīng)式： ．
（4）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①電池的負(fù)極是（填“a”或“b”），該極的電極反應(yīng)式是： ．
②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】
（1）Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4；PbO2+SO42﹣+4H++2e﹣=PbSO4+2H2O
（2）2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Cu；2Fe3++2e﹣=2Fe2+
（3）B；Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O
（4）a；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；減小
【解析】（1）鉛蓄電池的電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，依據(jù)反應(yīng)的總電池反應(yīng)，反應(yīng)中Pb元素化合價(jià)升高的在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)為：Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4 ， PbO2中元素化合價(jià)降低的是在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)為：PbO2+2e﹣+4H++SO42﹣=PbSO4+2H2O；所以答案為：Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4；PbO2+SO42﹣+4H++2e﹣=PbSO4+2H2O；（2）Fe3+有強(qiáng)氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成Fe2+ ， 反應(yīng)方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ， 設(shè)計(jì)成原電池時(shí)，Cu在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上三價(jià)鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其正極上的電極反應(yīng)式為2Fe3++2e﹣=2Fe2+ ， 所以答案為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Cu；2Fe3++2e﹣=2Fe2+；3）將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，鋁鈍化，所以Cu失電子作負(fù)極，一組插入燒堿溶液中，Cu與氫氧化鈉不反應(yīng)，Al失電子作負(fù)極，堿性條件下，Al失電子生成偏鋁酸根離子，其電極反應(yīng)為：Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O；所以答案為：B；Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O；（4）①堿性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極a為原電池的負(fù)極，該極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O，所以答案為：a；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；②在堿性溶液中，甲烷燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O，電池工作一段時(shí)間后，由于氫氧根離子被消耗，所以電解質(zhì)溶液的pH會減小，所以答案為：減�。�