Question

取Pt和Zn為電極材料埋入人體內(nèi)作為心臟起搏器的能源，它跟人體的體液中含有一定濃度的溶解O₂、H⁺和Zn²⁺進(jìn)行作用．
（1）其正極的反應(yīng)式為

 

．
（2）該電池在0.8V、40μW條件下進(jìn)行工作，則工作電流為

 

A．
（3）將5g鋅埋入人體內(nèi)，則可維持

 

年才需要第二次手術(shù)進(jìn)行更換（取二位有效數(shù)字）？

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）Pt、Zn和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，Zn易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極、Pt作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）功率=UI，則I=

功率

U

；
（3）n（Zn）=

5g

65g/mol

=

1

13

mol，鋅完全反應(yīng)失去電子的物質(zhì)的量=

1

13

mol×2=

2

13

mol，1mol電子是6.02×10²³個(gè)電子，每個(gè)電子帶的電荷量是1.6×10^-19C，1mol電子帶的電荷量是：6.02×10²³×1.6×10^-19C=96320C，則

2

13

mol電子的電量=14818.45C，電流I=5.0×10^-5A，則時(shí)間s=

Q

I

．

解答： 解：（1）Pt、Zn和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，Zn易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極、Pt作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液呈酸性，所以氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（2）功率=UI，則I=

功率

U

=

40×10-6A

0.8V

=5.0×10^-5A，
故答案為：5.0×10^-5；
（3）n（Zn）=

5g

65g/mol

=

1

13

mol，鋅完全反應(yīng)失去電子的物質(zhì)的量=

1

13

mol×2=

2

13

mol，1mol電子是6.02×10²³個(gè)電子，每個(gè)電子帶的電荷量是1.6×10^-19C，1mol電子帶的電荷量是：6.02×10²³×1.6×10^-19C=96320C，則

2

13

mol電子的電量=14818.45C，電流I=5.0×10^-5A，則時(shí)間s=

Q

I

=

14818.46C

5.0×10-5A

=2.96×10⁸s=9.386年，根據(jù)實(shí)際需要，應(yīng)該為9.3年，
故答案為：9.3．

點(diǎn)評：本題考查物理、化學(xué)知識(shí)，屬于學(xué)科間綜合題，明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系式即可解答，會(huì)結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫電極反應(yīng)式，題目難度不大．