【正文】 。②原電池工作一段時間后，則電路中通過的電子數(shù)為________?？諝怆姵?，其原理如圖所示，電池反應為：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。若斷開1mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q1kJ，斷開1mol氧氣中的化學鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1mol水中的化學鍵釋放的能量為Q3kJ，則下列關系正確的是____________A．Q1＋Q2＜Q3 B．2Q1＋Q2＜2Q3 C．2Q1＋Q2＞2Q3 D．Q1＋Q2＞Q3（3）下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是________?；卮鹣铝袉栴}：（1）科學家最近研制出利用太陽能產生激光，使海水分解?！军c睛】設計原電池時，應從電池反應出發(fā)，電池反應中失電子的物質即為負極材料，得電子的物質為電解質中的某成分，從電池反應中不能得出正極材料，但此材料必須導電，且還原性弱于負極材料。答案為：Cu2e ==Cu2+；2Fe3++2e ==2Fe2+；Ⅱ．正極：O2在酸性溶液中得電子生成水，電極反應為2O2+8e+8H+==4H2O；負極：CH4在酸性溶液中失電子生成CO2等，電極反應為CH48e+2H2O==CO2+8H+；總反應：甲烷燃燒生成二氧化碳和水，總反應式為CH4+2O2==CO2+2H2O。答案為：2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋；(2)若將(1)中的反應設計成原電池，則需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作電極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質。Ⅱ．正極：O2在酸性溶液中得電子，生成水；負極：CH4在酸性溶液中失電子生成CO2等；總反應：甲烷燃燒生成二氧化碳和水。(2)若將(1)中的反應設計成原電池，則需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作電極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質。________負極反應：_________________；正極反應：_________________．Ⅱ．寫出甲烷燃料電池在酸性溶液中的電極反應和總電池反應：正極：________________________________________________；負極：_________________________________________________；總反應：_______________________________________________。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路板的離子方程式_________________。堿性介質(如KOH)工作時，負極上甲烷失電子在堿性條件下生成碳酸鹽和水，反應的電極方程式為：CH4－8e－＋10OH－=CO32＋7H2O；正極上氧氣得電子產生氫氧根離子，反應的電極方程式為：2O2＋8e－＋4H2O=8OH－；電極總反應式為：CH4＋2O2＋2OH－=CO32＋3H2O。【答案】2H＋＋2e－=H2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 通HCl氣體 2Cu2＋＋4e－=2Cu 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑ 加CuO或CuCO3固體 2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2H2＋O2=2H2O CH4－8e－＋10OH－=CO32＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O=8OH－ CH4＋2O2＋2OH－=CO32＋3H2O 【解析】【詳解】（1）①用惰性電極電解NaCl溶液時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以陰極、陽極、電池反應式分別為2H＋＋2e－=H2↑、2Cl－－2e－=Cl2↑、2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液復原需加入的物質是通HCl氣體；②用惰性電極電解CuSO4溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上銅離子放電生成銅單質，所以陰極、陽極、電池反應式分別為2Cu2＋＋4e－=2Cu、4OH－－4e－=2H2O＋O2↑、2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，溶液復原需加入的物質是加CuO或CuCO3固體；（2）①氫氧燃料電池（電解質是KOH溶液）工作時，氫氣失電子是還原劑，發(fā)生氧化反應；氧氣得電子是氧化劑，發(fā)生還原反應。②甲烷燃料電池。②CuSO4溶液陰極：_________；陽極：______；總反應式：____________________________；溶液復原需加入的物質____________。在書寫電極反應式時需注意，在堿性電解質中，負極CH4的反應產物不是CO2和水，而是K2CO3和水，這是我們解題時的易錯點。答案為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；減少?！驹斀狻浚?）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負極通入甲烷，電解質溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應的化學方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負極反應式為CH48e+10OH=CO32+7H2O。【答案】CH48e+10OH=CO32+7H2O Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O 減少 【解析】【分析】（1）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負極通入甲烷，電解質溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應的化學方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負極反應為：CH4失電子，轉化為CO32和H2O。（2）①生鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上是氧氣得電子的還原反應；②原電池的負極金屬易被腐蝕，根據(jù)原電池的工作原理來回答；③在電解池的陰極上的金屬被保護，根據(jù)電解池的工作原理來回答；（3）①依據(jù)電池反應分析，充電為電解池，放電為原電池；放電過程中原電池的負極上失電子發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應；②放電時的電極反應是：負極：Fe2e+2OH=Fe（OH）2；③放電時正極發(fā)生還原反應，正極反應式為：NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH，充電時該電極發(fā)生氧化反應，是該電極反應的逆反應．【詳解】（1）①由反應“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反應中，Cu被氧化，失電子，應為原電池的負極，Ag+在正極上得電子被還原，電解質溶液為AgNO3 ，故答案為：Cu；AgNO3；②正極為活潑性較Cu弱的Ag，Ag+在正極上得電子被還原，電極反應為Ag++e=Ag，故答案為： Ag++e=Ag；③鹽橋中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，Cl移向負極向CuSO4溶液一端擴散，故答案為：Cl；（2）①炒過菜的鐵鍋未及時清洗容易發(fā)生電化學腐蝕而生銹，在鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e=Fe2+2e，正極上是氧氣得電子的還原反應，O2+2H2O+4e=4OH，故答案為：O2+2H2O+4e=4OH；②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以讓金屬鐵做原電池的正極，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以是比金屬鐵的活潑性強的金屬，鉀鈣鈉都不能做電極材料，故答案為：C；③電解池的陰極上的金屬被保護，為降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的負極，故答案為：負；（3）①根據(jù)原電池在放電時，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，再根據(jù)元素化合價變化，可判斷該電池負極發(fā)生反應的物質為Fe被氧化發(fā)生氧化反應，正極為NiO2，被還原發(fā)生還原反應，此電池為堿性電池，在書寫電極反應和總電池反應方程式時不能出現(xiàn)H+，故放電時的電極反應是：負極：Fe2e+2OH=Fe（OH）2，正極：NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH，故答案為：A；②放電時的電極反應是：負極：Fe2e+2OH=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案為：增大；③放電時正極發(fā)生還原反應，正極反應式為：NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH，充電時該電極發(fā)生氧化反應，是該電極反應的逆反應，電極反應式為：Ni（OH）2+2OH2e=NiO2+2H2O，故答案為：Ni（OH）2+2OH2e=NiO2+2H2O．12．按要求回答下列問題：（1）甲烷燃料電池是常見的燃料電池之一，該電池在正極通入氧氣，在負極通入甲烷，電解質溶液通常是KOH溶液，請寫出該電池的負極反應式___。A．N