Question

【題目】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：___________。

（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______（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：__________。當反應中收集到標準狀況下224mL氣體時，消耗的電極質量為________g。

（3）燃料電池工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應產生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，采用氫氧化鈉溶液為電解液；則甲烷應通入____極（填a或b，下同），電子從____極流出，電解質溶液中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）根據原電池的工作原理：活潑金屬為負極，正極上發生還原反應來回答；
（2）自發的氧化還原反應能設計成原電池，失電子的極是負極，根據電極反應結合電子守恒計算電極質量和氣體量之間的關系；
（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，電解質中的陰離子移向負極

解析：（1）Al、Cu、稀硫酸構成的原電池，金屬鋁失電子做負極，金屬銅為正極，正極發生還原反應，電極反應為：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生氧化還原反應，能設計成原電池，金屬鋁失電子的是負極，金屬鎂為正極，總反應為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，當反應中收集到標準狀況下224mL即0.01mol氣體時，消耗的電極質量為

×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，電解質中的陰離子氫氧根離子移向負極b極。