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),

Answer 1

【答案】2H++2e-=H2↑ 能 Al為負極,Mg為正極 0.18 b

【解析】

（1）Al、Cu、稀硫酸構成的原電池，金屬鋁做負極，金屬銅為正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，正極的電極反應為：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，由于能和氫氧化鈉溶液反應的是金屬鋁，所以此時鋁是負極失去電子，鎂是正極，溶液中的氫離子放電產生氫氣，所以在兩電極上所發生的現象為負極鋁片溶解，正極鎂片上有氣泡產生發生反應2H2O+2e-=H2↑+2OH-，標準狀況下224mL氣體為0.01mol氫氣則轉移0.02mol電子，故消耗Al的質量為，故答案為：能；Al為負極,Mg為正極；0.18；

（3）氫氧燃料電池中，燃料甲烷需通在負極，正極是氧氣得電子，電子從負極流向正極，負極上甲烷失電子生成二氧化碳，則負極電極方程式為：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；
故答案為：b。