Question

【題目】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。請回答下列問題：

(1)若電極a為Zn，電極b為石墨，當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為：___；當(dāng)反應(yīng)中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下672 mL氣體時，電池中所轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為____。

(2)現(xiàn)設(shè)計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，甲醇(CH4O)為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液，則氧氣應(yīng)通入____極(填“a”或“b”)，另一電極的電極反應(yīng)式____。

Answer 1

【答案】Zn-2e-=Zn2+ 0.06NA a CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

【解析】

(1)活動性強(qiáng)的電極為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，活動性弱的電極為正極，正極上溶液中氫離子得到電子變?yōu)闅錃猓�每反�?yīng)產(chǎn)生1 mol H2，得到2 mol電子，由氫氣的體積計算其物質(zhì)的量，然后計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目；

(2)通入燃料甲醇的電極為負(fù)極，負(fù)極上甲醇被氧化產(chǎn)生的CO2與溶液中OH-結(jié)合形成CO32-，通入氧氣的電極為正極，正極上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。

(1)由于電極活動性：Zn>C，所以Zn為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn-2e-=Zn2+；石墨電極為正極，正極上H+得到電子變?yōu)?/span>H2，電極反應(yīng)式為：2H++2e-= H2↑，可見每反應(yīng)產(chǎn)生1 mol H2，得到2 mol電子，n(H2)==0.03 mol，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.06 mol，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為N(e-)=0.06 mol×NA/mol=0.06NA。

(2)通入燃料甲醇的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極。由于該燃料電池以電極a為正極，電極b為負(fù)極，是a電極通入氧氣，b電極通入甲醇。b電極為負(fù)極，負(fù)極上甲醇被氧化產(chǎn)生的CO2與溶液中OH-結(jié)合形成CO32-，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。