- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
（12分）市场出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、炭粉、木屑与少量氯化钠、水等。它在使用之前需用塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋的小气孔，轻轻揉搓就会放出热量来。当使用完后还会发现有锈生成，依上述现象完成下列问题：
（1）“热敷袋”放出热量使铁发生了什么反应？
（2）炭粉的主要作用是什么？
（3）加入氯化钠的作用是什么？
（4）写出有关的电极反应与化学方程式来表明上述过程。
正确答案
（1）铁是原电池的负极，发生了氧化反应，Fe-2e-====Fe2+
(2)炭粉是原电池的正极。
（3）食盐与水构成电解质溶液。
（4）原电池的电极反应是：
Fe负极：2Fe-4e-====2Fe2+
C正极：2H2O+O2+4e====4OH-起吸氧作用
Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
“热敷袋”利用原电池的工作原理，铁发生氧化反应放出能量。在此原电池中，Fe作负极，炭粉作正极，NaCl和水构成电解液，Fe发生吸氧腐蚀。
(11分)铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极隔板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2
请完成下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:
(1)放电时：正极的电极反应式是__________________;电解液中H2SO4的浓度将变__________________;当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_________________g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按下图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_________________、B电极上生成_________________,此时铅蓄电池的正负极的极性将_________________。
正确答案
（1）PbO2+2e-+4H++2
（2）Pb PbO2 对换
本题考查原电池和电解池的原理，写出电极反应式，根据转移的电量求出增加的质量。根据放电和充电是可逆的过程可判断（2）中的正负极。
（9分）设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-，回答如下问题：
（1）以丁烷（C4H10）为汽油代表，这个电池放电时发生的化学反应 ；
（2）这个电池负极发生的反应是：C4H10 + 13O2— + 26e-＝4CO2+5H2O，正极发生的反应是： ；固体电解质里O2-的移动方向是： ；向外电路释放的电子的电极是： ；
（3）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是： ；
（4）汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年，这正是新一代化学家的历史使命。
正确答案
略
2005年5月11日光明日报报道，北京研制出具有世界先进水平的锰酸锂电池所需关键材料锰酸锂（LiMn2O4）的合成新工艺，该项目的实施为北京2008年奥运电动公交车提供了100 Ah的大容量安全型锰酸锂动力电池。已知锰酸锂电池负极为金属锂，负极发生的电极反应为：_____________；电池工作时，锰酸锂中锰的化合价将____________（填“升高”或“降低”）。
正确答案
Li-e-====Li+（或Li====Li++e-） 降低
负极失去电子发生氧化反应，而锂最外层只有一个电子，所以只能失去一个电子。而锰得到电子，化合价降低。
在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片口只发生电化学腐蚀，当在铜片上共放出2.24 L气体(标准状况）时，稀H2SO4刚好用去一半，则产生这些气体消耗锌___________g，共有___________mol电子通过导线，原H2SO4溶液的浓度是________mol/L
正确答案
6.5，0.20，1.0
有关的电极反应为：负极Zn-2e-====Zn2+正极2H++2e-====H2↑n(H2)=0.10mol，则转移的电子为0.20mol，则n(Zn)=0.10mol，m(Zn)=6.5g。
c(H2SO4)=
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