Question

如圖是某化學(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：

 

．
（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

 

（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：

 

．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

 

g．
（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

 

極（填a或b，下同），電子從

 

極流出，電解質(zhì)溶液中OH^-向

 

極移動(dòng)．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,化學(xué)電源新型電池

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)原電池的工作原理：活潑金屬為負(fù)極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)來(lái)回答；
（2）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池，失電子的極是負(fù)極，根據(jù)電極反應(yīng)結(jié)合電子守恒計(jì)算電極質(zhì)量和氣體量之間的關(guān)系；
（3）燃料電池中，燃料通在負(fù)極，正極是氧氣得電子，電子從負(fù)極流向正極，電解質(zhì)中的陰離子移向負(fù)極．

解答： 解：（1）Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池，金屬鋁做負(fù)極，金屬銅為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：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(fā)生氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計(jì)成原電池，失電子的是金屬鋁，為負(fù)極，金屬鎂為正極，總反應(yīng)為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+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)，消耗的電極質(zhì)量為

0.01mol×2

3

×27g/mol=0.18g，
故答案為：能；鎂為正極，鋁為負(fù)極；0.18g．
（3）甲烷燃料電池中，燃料甲烷需通在負(fù)極b極，正極是氧氣得電子，電子從負(fù)極b流向正極a，電解質(zhì)中的陰離子氫氧根離子移向負(fù)極b極，故答案為：b；b；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．