Question

某兴趣小组用下列装置研究原电池的原理。

（1）装置甲电键k断开时，装置中发生反应的离子方程式为___；电键k闭合时，C棒上的现象为___，电极反应式为___。

（2）装置乙是氢氧燃料电池构造示意图，其中通入氢气的一极为电池的___极（填“正”或“负”），电极反应式为___。

（3）下列关于装置乙中原电池的总反应的说法正确的是___（填选项字母）。

A.该反应属于反应物总能量小于生成物总能量的反应

B.该反应断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量

C.该反应过程中既有非极性键的断裂又有非极性键的形成

Answer

Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 析出红色物质 Cu2++2e-=Cu 负 H2+2e-+2OH-=2H2O B

【解析】

装置甲电键k断开时，直接发生化学反应，电键k闭合时，发生原电池反应，Fe为负极，C为正极；乙是氢氧燃料电池，通入燃料的为负极，发生氧化反应，通入氧气的为正极，发生还原反应，据此分析回答。

(1)装置甲电键k断开时，Fe和CuSO4溶液直接发生置换反应，离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；电键k闭合时，发生原电池反应，C为正极，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，在电极表面会析出红色物质，故答案为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；析出红色物质；Cu2++2e-=Cu；

(2)装置乙是氢氧燃料电池，通入氢气的一极为电池的负极，失电子发生氧化反应，电解质是KOH溶液，要考虑后续反应，故负极反应式为：H2+2e-+2OH-=2H2O，故答案为：负；H2+2e-+2OH-=2H2O；

(3)A．氢氧燃料电池是将燃烧反应的化学能转化成电能，故反应物总能量大于生成物总能量，故A错误；

B．该反应为放热反应，故该反应断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，故B 正确；

C．总反应的方程式为：2H2+2O2=2H2O，断裂非极性键，形成的是极性键，故C错误；

故答案为：B。