题目
10.将下列化学反应设计为原电池:-|||-(1) (s)arrow (Ag)^+((a)_(1))+(Cl)^-((a)_(2))-|||-(2) _(2)(p)+2(I)_(2)((l)_(1))arrow (I)_(2)(s)+2(Cl)^-((a)_(2))-|||-(3) (s)+(Hg)_(2)(Cl)_(2)(s)arrow Pb(Cl)_(2)(s)+2Hg(1)-|||-(4) (s)+(H)_(2)(p)arrow Pb(s)+(H)_(2)O(l)

题目解答
答案

解析
原电池设计的核心思路是将化学反应拆分为氧化反应和还原反应,分别作为负极和正极的反应。需注意:
- 确定半反应:根据总反应式,拆分出氧化(负极)和还原(正极)过程;
- 选择电极材料:电极材料需与反应物接触,且能导电;
- 设计盐桥或电解质:确保离子迁移平衡电荷;
- 书写规范:电极按“固体|溶液||溶液|固体|固体”顺序排列。
(1) $AgCl(s)\rightarrow Ag^{+}(a_{1})+Cl^{-}(a_{2})$
拆分半反应
- 负极(氧化):$Ag(s)\rightarrow Ag^{+}(a_{1})+e^{-}$
- 正极(还原):$AgCl(s)+e^{-}\rightarrow Ag(s)+Cl^{-}(a_{2})$
电极设计
- 负极:Ag(s)与$Ag^{+}$接触;
- 正极:Ag(s)与AgCl(s)、$Cl^{-}$接触;
- 盐桥隔开$Ag^{+}$和$Cl^{-}$。
(2) $Cl_{2}(p)+2I_{2}(l_{1})\rightarrow I_{2}(s)+2Cl^{-}(a_{2})$
拆分半反应
- 负极(氧化):$I_{2}(l)\rightarrow I_{2}(s)+2e^{-}$
- 正极(还原):$Cl_{2}(p)+2e^{-}\rightarrow 2Cl^{-}(a_{2})$
电极设计
- 负极:Pt催化液态$I_{2}$氧化;
- 正极:Pt催化$Cl_{2}$还原;
- 盐桥隔开$I^{-}$和$Cl^{-}$。
(3) $Pb(s)+Hg_{2}Cl_{2}(s)\rightarrow PbCl_{2}(s)+2Hg(l)$
拆分半反应
- 负极(氧化):$Pb(s)+2Cl^{-}\rightarrow PbCl_{2}(s)+2e^{-}$
- 正极(还原):$Hg_{2}Cl_{2}(s)+2e^{-}\rightarrow 2Hg(l)+2Cl^{-}$
电极设计
- 负极:Pb(s)与$PbCl_{2}(s)$接触;
- 正极:$Hg_{2}Cl_{2}(s)$与Hg(l)接触;
- 电解质为$Cl^{-}$溶液。
(4) $PbO(s)+H_{2}(p)\rightarrow Pb(s)+H_{2}O(l)$
拆分半反应
- 负极(氧化):$H_{2}(p)+2OH^{-}\rightarrow 2H_{2}O+2e^{-}$
- 正极(还原):$PbO(s)+H_{2}O+2e^{-}\rightarrow Pb(s)+2OH^{-}$
电极设计
- 负极:Pt催化$H_{2}$氧化;
- 正极:PbO(s)与Pb(s)接触;
- 电解质为NaOH溶液。