Question

5．為了探究原電池的工作原理，某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一組實驗，其裝置如圖：
根據(jù)電池原理回答下列問題：
（1）甲裝置的正極是：鋁（填元素名稱）丙裝置負極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．
（2）電極類型除與電極材料的性質(zhì)有關(guān)外，還與電解質(zhì)溶液性質(zhì)有關(guān)．
（3）根據(jù)上述電池分析，負極材料是否一定參加電極反應(yīng)？否（填“是”“否”或“不一定”），請舉例說明：丁裝置中通甲烷的電極為負極，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鉑電極不參與反應(yīng)．
（4）指出下列電池的放電過程中，電解質(zhì)溶液PH值變化：甲增大，丁減�。�（填“增大”或“減小”）

Answer 1

分析 （1）甲裝置為原電池，其中Mg為負極，Al為正極，反應(yīng)為鎂和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣；丙裝置原電池中Al為負極，Mg為正極，反應(yīng)為鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）原電池是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，電極類型除與電極材料的性質(zhì)有關(guān)外和電解質(zhì)溶液性質(zhì)有關(guān)；
（3）丁裝置為甲烷燃料電池，電池中電極反應(yīng)不參與反應(yīng)；
（4）甲池原電池發(fā)生的反應(yīng)是鎂和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，電解質(zhì)溶液中氫離子濃度減小，丁為甲烷燃料電池，結(jié)合電極反應(yīng)電子守恒分析判斷溶液中氫氧根離子濃度變化．

解答 解：（1）甲裝置為原電池，其中Mg為負極，Al為正極，反應(yīng)為鎂和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，丙裝置原電池中Al為負極，Mg為正極，反應(yīng)為鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，負極電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
故答案為：鋁；2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
（2）原電池是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，分析上述裝置可知，電極類型除與電極材料的性質(zhì)有關(guān)外和電解質(zhì)溶液性質(zhì)有關(guān)，故答案為：電解質(zhì)溶液性質(zhì)；
（3）丁裝置為甲烷燃料電池反應(yīng)通入甲烷的電極為負極，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Pt電極不參與原電池反應(yīng)，所以原電池中負極電極不一定參與反應(yīng)，
故答案為：否；丁裝置中通甲烷的電極為負極，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鉑電極不參與反應(yīng)；
（4）甲池原電池發(fā)生的反應(yīng)是鎂和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，電解質(zhì)溶液中氫離子濃度減小，溶液PH增大，
丁裝置中負極電極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，正極電極反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電子守恒可知，反應(yīng)10mol氫氧根離子，生成8mol氫氧根離子，溶液中氫氧根離子濃度減小，溶液PH減小，
故答案為：增大；減小；

點評 本題考查了原電池原理、電極反應(yīng)、電極判斷、電子守恒計算、溶液酸堿性變化等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．