Question

【題目】Ⅰ.如圖所示，組成一種原電池。試回答下列問題(燈泡功率合適):

（1）電解質溶液為稀硫酸時，燈泡______ (填“亮”或“不亮”，填“亮”做 a 題，填“不亮”做 b題)。

a.若燈泡亮， Al 電極上發生的反應為______。

b.若燈泡不亮， 其理由為______。

（2）電解質溶液為 NaOH 溶液時，燈泡______ (填“亮”或“不亮”，填“亮”做 a 題，填“不亮”做 b 題)。

a.若燈泡亮， Al 電極上發生的反應為______。

b.若燈泡不亮， 其理由為______。

Ⅱ. CH4 既是一種重要的能源，也是一種重要的化工原料。

（1）甲烷的電子式為______。

（2）以 CH4為燃料可設計成結構簡單、能量轉化率高、對環境無污染的燃料電池，其工作原理下圖所示，則通入 a 氣體的電極名稱為______， 通入 b 氣體的電極反應式______。(質子交換膜只允許 H+通過)

Answer 1

【答案】 亮 2H+ - 2e-=H2↑ 亮 Al – 3e- +4OH- =AlO2- + 2H2O 負極 O2+4e- + 4H+=2H2O

【解析】(1)Mg、Al和稀硫酸構成原電池,有電流通過,所以燈泡會亮,Mg易失電子作負極、Al作正極,正極上氫離子得電子發生還原反應,電極反應式為2H+ - 2e-=H2↑,因此，本題正確答案是:亮; 2H+ - 2e-=H2↑;
(2)該裝置中,鋁能和氫氧化鈉溶液發生氧化還原反應,該裝置符合原電池構成條件,所以Mg、Al和NaOH溶液構成原電池,則燈泡亮;Mg作正極,正極上水得電子生成氫氣,正極的電極反應為:,Al易失電子作負極,負極上電極反應式為Al – 3e- +4OH- =AlO2- + 2H2O,因此，本題正確答案是:亮; Al – 3e- +4OH- =AlO2- + 2H2O

（1）甲烷的分子式CH4,有4條共價鍵，電子式為

（2）以CH4為燃料可設計成結構簡單、能量轉化率高、對環境無污染的燃料電池，通入甲烷的電極為負極，失去電子，發生氧化反應，作負極，通入氧氣的電極為正極，正極上得到電子，發生還原反應，通入a氣體的失去電子，為負極，通入b氣體的電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O。答案：負極 O2+4e- + 4H+=2H2O。