Question

看圖回答下列問題

（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是______，電流表指針______（填偏轉(zhuǎn)或不偏轉(zhuǎn)），兩極反應(yīng)式為：正極______；負(fù)極______．
（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為______（填Mg或Al），總反應(yīng)方程式為______
（3）美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構(gòu)造如圖所示：A、B兩個電極均由多孔的碳塊組成．該電池的正極反應(yīng)式為：______．
（4）如果將上述裝置中通入的H₂改成CH₄氣體，也可以組成一個原電  池裝置，電池的總反應(yīng)方程式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：______．

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計成原電池，失電子的一極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，得到電子的是正極，發(fā)生還原反應(yīng)；
在燃料電池中，通入正極的一極氧氣，通入負(fù)極的一極氧氣是燃料，負(fù)極的電極反應(yīng)=總反應(yīng)-正極的電極反應(yīng)和；
解答：解：（1）鎂、鋁和稀硫酸構(gòu)成了原電池，自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是鎂和硫酸反應(yīng)，金屬鎂做負(fù)極，
電極反應(yīng)：Mg-2e^-=Mg²⁺，金屬鋁為正極，溶液中的2H⁺得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
所以可看到鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，
故答案為：鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出；電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；Mg-2e^-=Mg²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）鎂、鋁和氫氧化鈉溶液構(gòu)成了原電池，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)是金屬鋁和氫氧化鈉之間的反應(yīng)，總反應(yīng)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，鋁失電子，為負(fù)極，金屬鎂作正極，
故答案為：Al；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液構(gòu)成了原電池，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)是氫氣和氧氣之間的反應(yīng)，總反應(yīng)方程式為
：2H₂+O₂=2H₂O，，正極上通的是氧氣，B極是正極，電極反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
（4）燃料電池的總反應(yīng)離子方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO_3^2-+3H₂O，正極上通的是氧氣，電極反應(yīng)：2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，負(fù)的極一定是燃料失電子的過程，因正極和負(fù)極相加即為總反應(yīng)，所以：CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．
點評：本題考查原電池工作原理知識，可以根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行回答，難度不大．需要注意的握以鎂、鋁為電極材料，電解質(zhì)溶液的酸堿性不同，電極反應(yīng)不同．