I.依據氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如圖所示。請回答...

問題詳情：

I.依據氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如圖所示。

請回答下列問題：

 (1)電極 X 的材料是__________填化學式）；電解質溶液 Y 是______填化學式）。

(2)銀電極發生______填“氧化”或“還原”）反應，其電極反應式為_________；X 電極反應式為_____。

II. 高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時間保持穩定的放 電電壓。高鐵電池的總反應為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。

請回答下列問題：

(1)已知放電時負極反應為 Zn－2e-＋2OH-  ===Zn(OH)2，則正極反應 為_____________。

 (2)放電時，_____(填“正”或“負”)極附近溶液的 pH 升高。

 (3)高鐵電池充電時，電池的負極與電源的_____（填“正極”或“負極”），充 電時與電池負極相連的電極反應為__________。

III.近幾年開發的*醇燃料電池採用鉑作電極催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子和 水分子通過。其工作原理的示意圖如下：

請回答下列問題： (1)該燃料電池的總反應為_________。

 (2)Pt(a)電極是電池的_____（填“正”或“負”）極，電極反應式為：__________； Pt(b)電極反應式為___________。

【回答】

   (1). Cu    (2). AgNO3    (3). 還原    (4). Ag++e=Ag    (5). Cu-2e-=Cu2+    (6). FeO42-＋4H2O+3e- = Fe(OH)3＋5OH-    (7). 正    (8). 負    (9). Zn(OH)2＋2e-= Zn＋2OH-    (10). 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O    (11). 負    (12). CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+    (13). O2+4H++4e-═2H2O

【解析】

【分析】

I. 由反應方程式可知，該原電池的電極反應式為：正極：2Ag++2e-═2Ag，負極：Cu-2e-═Cu2+，所以X極的材料應為Cu，電解質溶液Y應為AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu極流向Ag極；

II. (1) 放電時，該電池是原電池，原電池正極上得電子化合價降低而發生還原反應；

 (2)根據電極反應式確定pH 升高的電極。

 (3)高鐵電池充電時，為電解池，負極與電池的負極相連，為電解池的*極，發生還原反應；

III. (1) 原電池反應的實質為氧化還原反應，*醇被氧化生成二氧化碳和水；

 (2) 該原電池中質子交換膜只允許質子和水分子通過，説明電解質溶液為**溶液，燃料電池中，通入燃料電極為負極，負極上失電子發生氧化反應，通入氧化劑的電極為正極，正極上得電子發生還原反應。

【詳解】I. (1) 由反應“2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)”可知，在反應中，Cu被氧化，失電子，應為原電池的負極，Ag+在正極上得電子被還原，電解質溶液為AgNO3溶液 ；

(2) 正極為活潑*較Cu弱的Ag，Ag+在正極上得電子被還原，發生還原反應，電極反應為Ag++e=Ag，X為負極，銅失電子發生氧化反應，電極反應式為：Cu-2e-=Cu2+；

II. (1) 放電時，該電池是原電池，負極反應為 Zn－2e-＋2OH-  =Zn(OH)2，則正極上發生還原反應，電極反應式為FeO42-＋4H2O+3e- = Fe(OH)3＋5OH-；

 (2) 放電時正極反應為FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，生成*氧根離子，鹼*要增強，即正極附近溶液的 pH升高；

 (3)高鐵電池充電時為電解池，負極與電池的負極相連，為電解池的*極，發生氧化反應，電極反應式為Zn(OH)2＋2e-= Zn＋2OH-；

III. (1) 原電池反應的實質為氧化還原反應，*醇被氧化生成二氧化碳和水，電池總反應為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O；

 (2) 該原電池中質子交換膜只允許質子和水分子通過，説明電解質溶液為**溶液，燃料電池中，通入燃料的電極為負極，負極上失電子發生氧化反應，電解方程式為CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，通入氧化劑的電極為正極，正極上得電子發生還原反應，電極方程式為O2+4H++4e-═2H2O。

【點睛】考查二次電池的工作原理，涉及到原電池和電解池的有關知識，明確電池放電是原電池原理，充電時是電解原理，充電方式是“正對正即電池正極連接電源正極”，做題時注意根據總反應從氧化還原的角度判斷化合價的變化和電子轉移數目，以得出電池的正負極以及所發生的反應，書寫電極反應時一定要關注電解質介質對電極反應的影響。

知識點：電化學 膠體

題型：綜合題