Question

依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺設(shè)計的原電池如圖所示．請回答下列問題：
（1）電極X的材料是

 

；電解質(zhì)Y是

 

；（填化學(xué)式）
（2）碳電極為電池的

 

極，發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

；
（3）外電路中的電流是從

 

電極流向

 

電極（填電極材料名稱），當(dāng)X電極的質(zhì)量減小了3.2g時，則流經(jīng)電流計的電子的物質(zhì)的量為

 

mol．
（4）肼（N₂H₄，常溫下液態(tài)）與空氣組成的燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為（反應(yīng)生成無污染物質(zhì)）

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)方程式，失電子的物質(zhì)作負(fù)極；電解質(zhì)是反應(yīng)物中可溶性的、得電子的物質(zhì)；
（2）得電子的物質(zhì)在正極上反應(yīng)，結(jié)合方程式判斷得電子的離子，從而寫出電極反應(yīng)式；
（3）外電路中的電流是從正極流向負(fù)極；根據(jù)電極反應(yīng)式計算；
（4）從作為燃料電池時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂．

解答： 解：（1）原電池中失電子的物質(zhì)作負(fù)極，根據(jù)方程式知，銅銅失電子作負(fù)極，導(dǎo)電的非金屬碳棒作正極；電解質(zhì)是反應(yīng)物中可溶性的、得電子的物質(zhì)，所以電解質(zhì)是可溶性的鐵鹽，可用Fe₂（SO₄）₃作電解質(zhì)；
故答案為：Cu；Fe₂（SO₄）₃；
（2）碳棒作正極，正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)方程式知，F(xiàn)e³⁺得電子，生成Fe²⁺，正極反應(yīng)為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，
故答案為：正；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（3）外電路中的電流是從正極流向負(fù)極，即電流從碳棒流向Cu；Cu電極的電極反應(yīng)為Cu-2e^-=Cu²⁺，當(dāng)Cu電極的質(zhì)量減小了3.2g時，參加反應(yīng)Cu的物質(zhì)的量為

3.2g

64g/mol

=0.05mol，所以流經(jīng)電流計的電子的物質(zhì)的量為0.1mol．
故答案為：碳棒；Cu；0.1mol；
（4）作為燃料電池時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液是20%-30%的KOH溶液，N₂H₄失去電子被氧化生成N₂，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

點評：本題考查原電池和電解池的工作原理，做題時注意兩極上的變化，要會書寫電極反應(yīng)式，從質(zhì)量守恒和電子守恒的角度做題，題目難度中等．