Question

1．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）當(dāng)電極a為Al，電極b為Cu，電解質(zhì)溶液為濃硝酸時，正極的電極反應(yīng)式為：2H⁺+NO₃^-+e^-═NO₂↑+H₂O．
（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，該電池的正極為Mg，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--3e^-═AlO₂^-+2H₂O，當(dāng)反應(yīng)中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mL氣體時，消耗的電極質(zhì)量為0.36 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)生的能量直接轉(zhuǎn)化為電能．現(xiàn)設(shè)計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，乙醇（C₂H₅OH）為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液，則乙醇應(yīng)通入b極（填“a”或“b”），該電極的電極反應(yīng)式為：C₂H₅OH+16OH^--12e^-═2CO₃^2-+11H₂O．

Answer 1

分析 （1）Al、Cu、濃硝酸構(gòu)成的原電池，Al在濃硝酸中鈍化，Cu能和濃硝酸反應(yīng)，Cu被氧化，作負(fù)極，硝酸根得電子被還原為二氧化氮；
（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；
（3）燃料電池中，燃料通入負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）Al在濃硝酸中鈍化，硝酸根在正極鋁上得電子被還原為二氧化氮，電極反應(yīng)式為2H⁺+NO₃^-+e^-═NO₂↑+H₂O，
故答案為：2H⁺+NO₃^-+e^-═NO₂↑+H₂O；
（2）Al可與NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子反應(yīng)為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，則Al為負(fù)極，Mg為正極，負(fù)極上Al失去電子，電極反應(yīng)為Al+4OH^--3e^-═AlO₂^-+2H₂O；當(dāng)反應(yīng)中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mL即0.02mol氣體時，
2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑
54g                                    3mol
m（Al）                             0.02mol
則消耗的電極Al的質(zhì)量為：m（Al）=$\frac{0.02}{3}$×54g=0.36g，
故答案為：Mg；Al+4OH^--3 e^-═AlO₂^-+2H₂O，0.36；
（3）乙醇燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極，則乙醇應(yīng)通入b極，在堿性環(huán)境中乙醇失電子產(chǎn)生碳酸根和水，電極反應(yīng)式為C₂H₅OH+16OH^--12e^-═2CO₃^2-+11H₂O，
故答案為：b；C₂H₅OH+16OH^--12e^-═2CO₃^2-+11H₂O．

點評 本題考查原電池的工作原理，為高頻考點，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力，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．