Question

13．圖是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）當(dāng)電極a為Al，電極b為Cu，電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）當(dāng)電極a為Al，電極b為Mg，電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時(shí)，該裝置能（填“能”或“不能”）形成原電池，若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若能，請(qǐng)指出正、負(fù)極材料：Al為負(fù)極，Mg為正極．當(dāng)反應(yīng)中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL氣體時(shí)，消耗的電極質(zhì)量為0.18g．
（3）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑（如O₂）反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能．
現(xiàn)設(shè)計(jì)一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，甲烷為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液；則甲烷應(yīng)通入b極（填a或b，下同），電子從b極流出，電解質(zhì)溶液中OH^-向b極移動(dòng)．
（4）等質(zhì)量的下列物質(zhì)分別完全燃燒，放出熱量較多的是B（填編號(hào)）
A．固體硫   B．硫蒸氣．

Answer 1

分析 （1）Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池，金屬Al作負(fù)極，金屬Cu為正極，正極上氫離子得到電子，負(fù)極上Al失去電子；
（2）Al、Mg、NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，Al為負(fù)極，Mg為正極，負(fù)極上Al失去電子，正極上水中的氫離子得到電子，根據(jù)電池反應(yīng)來(lái)解答；
（3）原電池中，電子從負(fù)極流出，陰離子移向負(fù)極；
（4）等質(zhì)量的硫蒸氣具有的能量比硫固體多．

解答 解：（1）Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池，金屬Al作負(fù)極，金屬Cu為正極，正極上氫離子得到電子，正極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）Al、Mg、NaOH溶液可構(gòu)成原電池，Al為負(fù)極，Mg為正極，負(fù)極上Al失去電子，正極上水中的氫離子得到電子，發(fā)生電池離子反應(yīng)為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，當(dāng)反應(yīng)中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL即0.01mol氣體時(shí)，耗的電極Al的質(zhì)量為：$\frac{0.02mol}{3}$×27g/mol=0.18g，
故答案為：能；Al為負(fù)極，Mg為正極；0.18；
（3）甲烷燃料電池中，通入燃料甲烷的電極是負(fù)極，電子從負(fù)極流出，電解質(zhì)里的陰離子移向負(fù)極，故答案為：b；b；b；
（4）等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體相比較，硫蒸氣具有的能量多，因此完全燃燒硫蒸氣放出的熱量多，故答案為：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理，為高頻考點(diǎn)，把握?qǐng)D中裝置的分析及原電池的工作原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重電極、電極反應(yīng)、轉(zhuǎn)移電子的考查，注意（2）中不能直接利用金屬活潑性判斷負(fù)極，應(yīng)從氧化還原反應(yīng)的角度考慮，題目難度不大．