Question

1．如圖是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉變為電能的裝置．請回答下列問題：
（1）當電極a為Al、電極b為Cu、電解質溶液為稀硫酸時，正極的電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑．
（2）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該裝置能（填“能”或“不能”）形成原電池．若不能，請說明理由；若能，請說明在兩電極上所發生的現象：a極鋁片逐漸溶解，b極上有氣泡產生_．
（3）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑（如O₂）反應所放出的化學能直接轉化為電能．現設計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，甲烷為燃料，氫氧化鈉溶液為電解質溶液．則甲烷應通入b（填“a”或“b”）極，負極上的電極反應式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）當電極a為Al、電極b為Cu、電解質溶液為稀硫酸時，Al易失電子作負極、Cu正極，正極上氫離子得電子發生還原反應；
（2）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該裝置能自發進行氧化還原反應，能構成原電池，Al作負極、Mg作正極；
（3）燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧化劑得電子發生還原反應．

解答 解：（1）當電極a為Al、電極b為Cu、電解質溶液為稀硫酸時，Al易失電子作負極、Cu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↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該裝置能自發進行氧化還原反應，能構成原電池，Al失電子作負極、Mg作正極，負極Al逐漸溶解，正極上生成氫氣；
故答案為：能；a極鋁片逐漸溶解，b極上有氣泡產生；
（3）燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，所以通入甲烷的電極為b，正極上氧化劑得電子發生還原反應，負極上甲烷失電子生成碳酸根離子和水，負極的反應為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：b；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

點評 本題考查原電池原理，把握圖中裝置的分析及原電池的工作原理為解答的關鍵，側重電解質溶液與電極的反應、轉移電子的考查，題目難度中等，題目有利于培養學生對基礎知識的應用能力．