Question

看圖回答下列問題

（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現象是

鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出

，電流表指針

偏轉

（填偏轉或不偏轉），兩極反應式為：正極

2H⁺+2e^-=H₂↑

；負極

Mg-2e^-=Mg²⁺

．
（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為

Al

（填Mg或Al），總反應方程式為

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

（3）美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構造如圖所示：A、B兩個電極均由多孔的碳塊組成．該電池的正極反應式為：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（4）如果將上述裝置中通入的H₂改成CH₄氣體，也可以組成一個原電  池裝置，電池的總反應方程式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，則該電池的負極反應式為：

CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O

．

Answer 1

分析：根據自發(fā)的氧化還原反應能設計成原電池，失電子的一極是負極，發(fā)生氧化反應，得到電子的是正極，發(fā)生還原反應；
在燃料電池中，通入正極的一極氧氣，通入負極的一極氧氣是燃料，負極的電極反應=總反應-正極的電極反應和；

解答：解：（1）鎂、鋁和稀硫酸構成了原電池，自發(fā)進行的反應是鎂和硫酸反應，金屬鎂做負極，
電極反應：Mg-2e^-=Mg²⁺，金屬鋁為正極，溶液中的2H⁺得到電子發(fā)生還原反應，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
所以可看到鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉，
故答案為：鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出；電流表指針發(fā)生偏轉；Mg-2e^-=Mg²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）鎂、鋁和氫氧化鈉溶液構成了原電池，自發(fā)的氧化還原反應是金屬鋁和氫氧化鈉之間的反應，總反應方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，鋁失電子，為負極，金屬鎂作正極，
故答案為：Al；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液構成了原電池，自發(fā)的氧化還原反應是氫氣和氧氣之間的反應，總反應方程式為
：2H₂+O₂=2H₂O，，正極上通的是氧氣，B極是正極，電極反應：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
（4）燃料電池的總反應離子方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO_3^2-+3H₂O，正極上通的是氧氣，電極反應：2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，負的極一定是燃料失電子的過程，因正極和負極相加即為總反應，所以：CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．

點評：本題考查原電池工作原理知識，可以根據所學知識進行回答，難度不大．需要注意的握以鎂、鋁為電極材料，電解質溶液的酸堿性不同，電極反應不同．