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高中二年级化学

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    近年来,山东省大力发展以太阳能、风能、燃料电池为代表的新能源.如图1是某种质子交换膜燃料电池原理示意图.

    (1)该燃料电池工作过程中,质子(H+)透过质子交换膜移动到______极(填“a”或“b”).该电池的正极反应式为:______.
    (2)若用此燃料电池作为电源向铁制品上镀上一层铜,则铁制品要连接在燃料电池的______极(填“a”或“b”)上.若用此燃料电池电解精炼银,应使粗银作电解池的______极,使用AgNO3和HNO3的混合溶液作电解液,若阴极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为______.
    (3)实验室利用此燃料电池为电源模拟处理含Cr2O72-的废水,装置如图2所示.已知阳极反应式是Fe-2e-═Fe2+,阴极上有气体产生,其电极反应式是:______.一段时间后,测得阴极产生的气体在标况下的体积为2.24L,则燃料电池至少要通入标况下空气的体积约为______L.(已知空气中氧气约占
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    本题信息:化学问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “近年来,山东省大力发展以太阳能、风能、燃料电池为代表的新能源.如图1是某种质子交换膜燃料电池原理示意图.(1)该燃料电池工作过程中,质子(H+)透过质...” 主要考查您对

原电池原理的应用

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  • 原电池原理的应用
原电池原理的应用:

(1)根据形成原电池判断金属的活动性根据活泼金属为负极,不活泼金属为正极,可通过组成原电池判断金属活动性。
(2)形成原电池可以加快反应速率纯锌与稀H2SO4反应速率较慢,当加入CuSO4溶液以后,反应速率加快,因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn接触,在稀H2SO4中形成原电池,加快反应速率。
(3)根据原电池原理可以判断电池的正负极、电解质溶液、判断溶液pH的变化
(4)根据原电池原理可以保护金属不被腐蚀
(5)判断金属腐蚀程度的快慢

 原电池原理的应用:

1.比较不同金属的活动性强弱
根据原电池原理可知,在原电池反应过程中,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱的金属(或能导电的非金属)作正极。
若有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A极溶解,而B 极上有气体放出,说明在原电池工作过程中,A被氧化成阳离子而失去电子作负极,B作正极,则金属A的金属活动性比B强。
2.加快氧化还原反应的速率
因为形成原电池后,产生电位差,使电子的运动速率加快,从而使反应速率增大,如Zn与稀H2SO4反应制氧气时,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu—Zn原电池,加快反应速率 3.用于金属的防护要保护一个铁制闸门,可用导线将其与一锌块相连,使锌作原电池的负极,铁制闸门作正极。
4.设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件。
(1)首先要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应:
(2)然后根据原电池的电极反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料(一般负极就是失电子的物质,正极用比负极活泼性差的金属或导电的非金属)及电解质溶液:
①电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者能与电极产物发生反应。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜一锌一硫酸铜构成的原电池中,负极金属锌浸泡在含有 Zn2+“的电解质溶液中,而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中.
②电极材料的选择在原电池中,选择较活泼的金属或还原性较强的物质作为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属或氧化性较强的物质作为正极。一般,原电池的负极能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料(也可以是还原性较强的非金属材料如H2、CH4等)。
(3)举例根据以下反应设计原电池:


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