Question

6．（1）現(xiàn)有如下兩個反應：
（A）NaOH+HCl=NaCl+H₂O      
（B）2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
①根據(jù)兩反應本質(zhì)，判斷能設計成原電池的反應是B（填序號）．
（2）選擇適宜的材料和試劑將（1）中你的選擇設計為一個原電池．
①在圖1的方框中畫出裝置圖并說明電解質(zhì)溶液．②寫出電極反應式．

電極	電極材料	電極反應式
負極
正極

（3）氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置，是一種具有應用前景的綠色電源．圖2為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示回答下列問題：

①該燃料電池的負極是a（寫a或b）．
②O₂ （寫化學式）發(fā)生還原反應．
③燃料電池中是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，總反應式是2H₂+O₂=2H₂O．
（4）鋅錳干電池是最早使用的化學電池，其基本構(gòu)造如圖3所示．鋅錳干電池的負極是鋅，電路中每通過0.4mole^-，負極質(zhì)量減少13g；工作時NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒，正極的電極反應式是2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）①原電池反應必須是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應；
（2）根據(jù)反應議程式：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂原電池電池反應中，失電子化合價升高的金屬作負極，所以銅作負極，得電子化合價降低的電解質(zhì)為該原電池中電解質(zhì)，氯化鐵溶液作為電解質(zhì)溶液；設計原電池為：；負極上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：Cu-2e^-=Cu²⁺；碳作為正極鐵離子在表面，得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（3）①負極氫氣發(fā)生氧化反應；②正極發(fā)生還原反應，正極通的是氧氣；③燃料電池中是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，總反應式是2H₂+O₂=2H₂O；
（4）鋅錳干電池的負極上Zn失去電子，負極消耗1mol時轉(zhuǎn)移2mol電子，NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)生2種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒為氨氣，另一種為氫氣．

解答 解：（1）①原電池反應必須是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應，（A）反應中沒有電子轉(zhuǎn)移，不屬于氧化還原反應，屬于復分解反應，所以不能設計成原電池，（B）反應中Fe元素化合價由+3價變?yōu)?2價、Cu元素化合價由0價變?yōu)?2價，所以該反應有電子轉(zhuǎn)移，屬于氧化還原反應，且能自發(fā)進行、放熱，所以能設計成原電池，故答案為：B；
（2）根據(jù)反應方程式：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，構(gòu)成的原電池電池反應中，失電子化合價升高的金屬作負極，所以銅作負極，得電子化合價降低的電解質(zhì)為該原電池中電解質(zhì)，氯化鐵溶液作為電解質(zhì)溶液；設計原電池為：；負極上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：Cu-2e^-=Cu²⁺；碳作為正極鐵離子在表面，得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；②正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，負極上Cu失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：；

電極	電極材料	電極反應式
負極	Cu	Cu-2e-=Cu2+
正極	C	2Fe3++2e-=2Fe2+

（3）①負極氫氣發(fā)生氧化反應；②正極發(fā)生還原反應，正極通的是氧氣；③燃料電池中是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，總反應式是2H₂+O₂=2H₂O；
 故答案為：a，O₂，化學，電，2H₂+O₂=2H₂O；    
（4）鋅錳干電池的負極上Zn失去電子，負極反應為Zn-2e^-═Zn²⁺，負極消耗1mol時轉(zhuǎn)移2mol電子，每通過0.4mole^-，負極質(zhì)量減少0.2mol×65g/mol=13.0g，由NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)生2種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒為氨氣，另一種為氫氣，正極反應為2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：鋅；13.0；2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑．

點評 本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應及實驗設計原電池、原電池的工作原理和電極反應式的書寫以及相關計算，明確原電池的工作原理和電極反應式的書寫的方法，題目難度中等．