Question

19．據(jù)圖回答下列問題：
（1）如圖①，若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構(gòu)造如圖②所示：A、B兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成．該電池的正極為B（填“A”或“B”）；
如果將圖②裝置中通入的H₂改成CH₄氣體，也可以組成一個(gè)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CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）若燒杯中溶液為稀硫酸，該裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以能構(gòu)成原電池，則電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，Mg易失電子作負(fù)極、Al作正極；若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，鋁與氫氧化鈉發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，則負(fù)極的電極反應(yīng)為鋁失電子生成偏鋁酸根離子；
（2）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，負(fù)極上通的是氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，裝置中通入的H₂改成甲烷（CH₄），燃料電池的總反應(yīng)離子方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+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．

解答 解：（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，該裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以能構(gòu)成原電池，則電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，Mg易失電子作負(fù)極、Al作正極，負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e^-=Mg²⁺、正極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，所以看到的現(xiàn)象是：鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，鋁與氫氧化鈉發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，則負(fù)極的電極反應(yīng)為鋁失電子生成偏鋁酸根離子，電極反應(yīng)式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，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)；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）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，負(fù)極上通的是氫氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，裝置中通入的H₂改成甲烷（CH₄），燃料電池的總反應(yīng)離子方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，正極上通的是氧氣，為B極，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：B；CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池工作原理知識(shí)，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，難度不大．需要注意的握以鎂、鋁為電極材料，稀硫酸作電解質(zhì)溶液，鎂是負(fù)極，氫氧化鈉作電解質(zhì)，鋁是負(fù)極．