Question

如图为原电池装置示意图，（1）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原

Answer 1

解题思路：（1）铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，根据负极金属单质上电子来判断；碱性条件下，Al失电子生成偏铝酸根离子；

（2）B为PbO₂，是原电池的正极，发生还原反应，注意电解质溶液是硫酸；A是Pb，其离子能够与硫酸根反应生成沉淀；据电池反应式计算；

（3）氢氧燃料电池中，氢气在负极发生氧化反应，碱性环境中生成水，氢氧燃料电池反应生成水，导致电解质溶液浓度降低；

（4）甲烷燃料电池在酸性环境中负极生成二氧化碳，原电池中阴离子移向负极；

（5）Fe³⁺有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子；根据电池反应式设计原电池，Cu失电子作负极，Fe³⁺在正极上得电子生成Fe²⁺；

（1）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝钝化，所以Cu失电子作负极，一组插入烧碱溶液中，Cu与氢氧化钠不反应，Al失电子作负极，

碱性条件下，Al失电子生成偏铝酸根离子，其电极反应为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；

故答案为：B；Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；

（2）B为PbO₂，是原电池的正极，发生还原反应，电解质溶液是硫酸，铅离子能够与硫酸根离子生成沉淀，电极反应式为：PbO₂+SO₄^2-+4H⁺+2e^-=PbSO₄+2H₂O；

A极Pb失电子生成铅离子能够与硫酸根反应生成沉淀，导致质量增大；据电池反应式可知，每有2mol硫酸反应转移电子2mol，则0.1mol硫酸反应转移电子数目为0.1N_A，

故答案为：PbO₂+SO₄^2-+4H⁺+2e^-=PbSO₄+2H₂O；增重；0.1N_A；

（3）氢氧燃料电池中，氢气在负极发生氧化反应，碱性环境中生成水，A为负极，负极的电极反应式为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，因为生成水，导致电解质溶液的浓度减小，所以KOH溶液的进行减弱，

故答案为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；减弱；

（4）甲烷燃料电池在酸性环境中反应，A为负极，甲烷在A极反应生成二氧化碳，电极反应式为：CH₄-8e^-+2H₂O═CO₂+8H⁺，原电池中阴离子影响负极，故答案为：CH₄-8e^-+2H₂O═CO₂+8H⁺；负极；

（5）Fe³⁺有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe²⁺，反应方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，设计成原电池时，Cu在负极上发生氧化反应，正极上三价铁离子得电子发生还原反应，其正极上的电极反应式为2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，

故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；Cu；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；

点评：

本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题考查了原电池正负极判断、电极反应式书写、燃料电池以及原电池的设计，题目难度中等．