Question

将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：

（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。

（1）铁片上的电极反应式为______________，铜片周围溶液会出现___________的现象。

（2）若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算：导线中流过的电子的物质的量为_________________mo1；

（3）金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。

①图2 B中的Sn为________极，Sn极附近溶液的pH（填增大、减小或不变）___________。

②图2 C中被腐蚀的金属是___________。比较A、B、C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是______。

（4）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是：___________________。

②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer

Fe-2e-=Fe2+ 溶液颜色变浅 0.02 正 变大 锌（Zn） BAC 2H2+O2=2H2O 减小

【解析】（1）铁的金属性强于铜，铁是负极，电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+；铜是正极，溶液中的铜离子离子放电，铜离子浓度减小，因此实验现象是溶液颜色变浅；（2）铁比铜活泼，铁为原电池的负极，电子从负极流出，设转移xmol电子，则消耗0.5xmolFe，析出0.5xmolCu，则有0.5x×（64+56）=1.2，x=0.02；（3）①图2 B中的Sn的金属性弱于铁，Sn为正极，溶液中氢离子放电，氢离子浓度减小，则Sn极附近溶液的pH变大。②A发生化学腐蚀，B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀，C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，则A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B、A、C；（4）①氢氧燃料电池的总反应就是氢气燃烧反应，即化学方程式是2H2+O2=2H2O。②电池工作一段时间后由于有水生成，溶剂增加，所以硫酸溶液的浓度减小。

点睛：本题考查原电池的原理的应用，侧重于金属的腐蚀与防护以及燃料电池的考查，注意把握金属的腐蚀快慢的比较以及电极方程式的书写方法，明确原电池的工作原理是解答的关键，难点是电极反应式的书写。