题目
将反应 Pb 2+ +Cu+S 2- =Pb+CuS 设计成原电池,其符号表示正确的是( )。A. (- )Cu ∣ CuS ∣ S 2- ‖ Pb 2+ ∣ P b (+ )B. Pt ∣ Cu ∣ CuS ∣ S 2- ∣ Pb 2+ ∣ P b ∣ PtC. (- )P b ∣ Pb 2+ ‖ S 2- ∣ Cu ∣ CuS (+ )D. (- )Cu , CuS ‖ S 2- , Pb 2+ , P b (+ )
将反应 Pb 2+ +Cu+S 2- =Pb+CuS 设计成原电池,其符号表示正确的是( )。
A. (- )Cu ∣ CuS ∣ S 2- ‖ Pb 2+ ∣ P b (+ )
B. Pt ∣ Cu ∣ CuS ∣ S 2- ∣ Pb 2+ ∣ P b ∣ Pt
C. (- )P b ∣ Pb 2+ ‖ S 2- ∣ Cu ∣ CuS (+ )
D. (- )Cu , CuS ‖ S 2- , Pb 2+ , P b (+ )
题目解答
答案
A. (- )Cu ∣ CuS ∣ S 2- ‖ Pb 2+ ∣ P b (+ )
解析
本题考查原电池的设计与符号表示,需根据总反应式拆解氧化还原反应,确定正负极材料及电解质溶液。关键点在于:
- 判断正负极反应:总反应中,Pb²⁺被还原(+2→0),对应正极;Cu被氧化(0→+2),对应负极。
- 匹配电极材料与电解质:负极材料为Cu,需与S²⁻反应生成CuS;正极材料为Pb,浸在Pb²⁺溶液中。
反应拆解
总反应式:
$\text{Pb}^{2+} + \text{Cu} + \text{S}^{2-} \rightarrow \text{Pb} + \text{CuS}$
拆解为两个半反应:
- 负极(氧化反应):$\text{Cu} + \text{S}^{2-} \rightarrow \text{CuS} + 2e^-$
- 正极(还原反应):$\text{Pb}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Pb}$
电极设计
- 负极:Cu作为活性材料,表面生成CuS沉淀,浸在含S²⁻的溶液中。
- 正极:Pb作为活性材料,浸在含Pb²⁺的溶液中。
符号分析
选项A的符号为:
$(-)\ \text{Cu} \mid \text{CuS} \mid \text{S}^{2-} \ \|\ \text{Pb}^{2+} \mid \text{Pb}\ (+)$
- 负极部分:Cu为基体,CuS为反应产物,S²⁻为电解质。
- 正极部分:Pb为基体,Pb²⁺为电解质。
此设计符合半反应的物质变化,其他选项均存在电极材料或电解质匹配错误。