Question

【題目】如圖是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。請回答下列問題：

（1）當(dāng)電極a為Al，電極b為Cu，電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，正極的電極反應(yīng)式為：___________。

（2）當(dāng)電極a為Al，電極b為Mg，電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時，該裝置______（填“能”或“不能”）

形成原電池，若不能，請說明理由；若能，請指出正、負極材料：__________。當(dāng)反應(yīng)中收集到標準狀況下224mL氣體時，消耗的電極質(zhì)量為________g。

（3）燃料電池工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。現(xiàn)設(shè)計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，甲烷為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液；則甲烷應(yīng)通入____極（填a或b，下同），電子從____極流出，電解質(zhì)溶液中OH-向____極移動。

Answer 1

【答案】 2H++2e﹣=H2↑ 能 Al為負極， Mg為正極 0.18 b b b

【解析】試題分析：（1）根據(jù)原電池的工作原理：活潑金屬為負極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)來回答；
（2）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計成原電池，失電子的極是負極，根據(jù)電極反應(yīng)結(jié)合電子守恒計算電極質(zhì)量和氣體量之間的關(guān)系；
（3）燃料電池中，燃料通在負極，正極是氧氣得電子，電子從負極流向正極，電解質(zhì)中的陰離子移向負極

解析：（1）Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池，金屬鋁失電子做負極，金屬銅為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑；
（2）Al、Mg、氫氧化鈉溶液能之間．金屬鋁和氫氧化鈉可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計成原電池，金屬鋁失電子的是負極，金屬鎂為正極，總反應(yīng)為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，當(dāng)反應(yīng)中收集到標準狀況下224mL即0.01mol氣體時，消耗的電極質(zhì)量為

×27g/mol=0.18g。

（3）甲烷燃料電池中，燃料甲烷需通在負極b極，正極是氧氣得電子，電子從負極b流向正極a，電解質(zhì)中的陰離子氫氧根離子移向負極b極。