Question

8．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)溶液為稀硫酸時(shí)，正極的現(xiàn)象為：Al-3e^-=Al³⁺，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：產(chǎn)生氣泡．
（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)，該裝置負(fù)極反應(yīng)式Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．若1mol金屬完全反應(yīng)溶解，需要消耗NaOH溶質(zhì)的質(zhì)量為40g．
（3）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑（如O₂）反應(yīng)所放出的化學(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，氫氣為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液；則氫氣應(yīng)通入b極（填a或b），a極反應(yīng)式為O₂+H₂O+4e^-=4OH^-，電子從b極流出，電解液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （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)，Al易失電子作負(fù)極、Cu正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（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)，該裝置能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，能構(gòu)成原電池，Al作負(fù)極、Mg作正極；
（3）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極．

解答 解：（1）Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池，金屬鋁做負(fù)極，發(fā)生，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↑，有氣泡產(chǎn)生，
故答案為：產(chǎn)生氣泡；Al-3e^-=Al³⁺；
（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)，該裝置能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，能構(gòu)成原電池，Al作負(fù)極、Mg作正極，電池反應(yīng)式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，負(fù)極為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知，若1mol金屬完全反應(yīng)溶解，需要消耗NaOH1mol，質(zhì)量為40g，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；40；
（3）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入氫氣的電極為b，a極發(fā)生O₂+H₂O+4e^-=4OH^-，
正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電子從負(fù)極b沿導(dǎo)線流向正極a，所以電子從b電極流出，反應(yīng)生成水，氫氧化鈉物質(zhì)的量不變，
故答案為：b；O₂+H₂O+4e^-=4OH^-；b；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理，為高頻考點(diǎn)，把握圖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．