Question

【題目】完成下列電化學習題：

(1)某電池工作時的總反應可簡化為：，電池中的固體電解質可傳導Li+，則放電時，正極的電極反應式為________。充電時，Li+遷移方向為____(填“由左向右”或“由右向左”)，圖中聚合物隔膜應為____(填“陽”或“陰”)離子交換膜。

(2)使用間接電解法可處理燃煤煙氣中的NO，裝置如下圖左。已知電解池的陰極室中溶液在pH在4~7(酸性)之間，試寫出陰極的電極反應式______；用離子方程式表示吸收塔中除去NO的原理________。

(3)某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag+Cl2=2AgCl。則負極反應為_______，放電時交換膜右側溶液中酸性____(填“增強”、“減弱”或“不變”)，若用KCl溶液代替鹽酸，則電池總反應______(填“改變”或“不變”)。

(4)在生產和生活中采取了多種防止金屬腐蝕的措施，利用原電池原理保護金屬的方法是_______。

(5)純鋅與酸反應，為什么加入少許硫酸銅后會加速反應_________

Answer 1

【答案】FePO4+e-+Li+=LiFePO4 由左向右 陽 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 2S2O42-+2NO+2H2O=N2+4HSO3- Ag-e-+Cl-=AgCl 增強 不變 犧牲陽極的陰極保護法 形成多個微小原電池，加快反應速率

【解析】

(1)原電池放電時，正極發生還原反應，根據總反應式，FePO4被還原為LiFePO4；充電時，負極連接電源的負極、正極連接電源的正極；電池中的固體電解質可傳導Li+；

(2)根據圖示，HSO3-在陰極被還原為S2O42-；吸收塔NO與S2O42-反應生成氮氣和HSO3-；

(3)原電池中負極失電子發生氧化反應。電池中是陽離子交換膜，氫離子通過交換膜由左向右移動；根據電池總反應中氫離子不參加反應分析；

(4)原電池中負極被氧化，正極不參加反應；

(5)構成原電池，可以加快化學反應速率；

(1)根據總反應式，放電時正極FePO4被還原為LiFePO4，正極反應式是FePO4+e-+Li+=LiFePO4；充電時，負極連接電源的負極、正極連接電源的正極，鋰離子移向陰極，所以Li+遷移方向為由左向右；電池中的固體電解質可傳導Li+，所以聚合物隔膜應為陽離子交換膜；

(2)根據圖示，HSO3-在陰極被還原為S2O42-，陰極反應式是2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；吸收塔NO與S2O42-反應生成氮氣和HSO3-，反應離子方程式是2S2O42-+2NO+2H2O=N2+4HSO3-；

(3)原電池中負極失電子發生氧化反應，根據電池總反應為2Ag+Cl2=2AgCl，則負極反應為Ag-e-+Cl-=AgCl；電池中是陽離子交換膜，電池工作時氫離子通過交換膜由左向右移動，所以右側溶液中酸性增強；電池總反應中氫離子不參加反應，所以若用KCl溶液代替鹽酸，則電池總反應不變；

(4)原電池中負極被氧化，正極不參加反應，利用原電池原理保護金屬的方法是犧牲陽極的陰極保護法；

(5) 純鋅與酸反應，加入少許硫酸銅后，鋅置換出銅，構成銅鋅原電池，加快反應速率。