Question

如圖是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置．請回答下列問題：
（1）當電極a為Al，電極b為Cu，電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，正極的電極反應式為：

 

．
（2）當電極a為Al，電極b為Mg，電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時，該裝置

 

（填“能”或“不能”）形成原電池，若不能，請說明理由；若能，請指出正、負極材料：

 

．當反應中收集到標準狀況下224mL氣體時，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）反應所產(chǎn)生的化學能直接轉化為電能．現(xiàn)設計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，甲烷為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液；則甲烷應通入

 

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．

Answer 1

考點：電解原理,化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：（1）根據(jù)原電池的工作原理：活潑金屬為負極，正極上發(fā)生還原反應來回答；
（2）自發(fā)的氧化還原反應能設計成原電池，失電子的極是負極，根據(jù)電極反應結合電子守恒計算電極質(zhì)量和氣體量之間的關系；
（3）燃料電池中，燃料通在負極，正極是氧氣得電子，電子從負極流向正極，電解質(zhì)中的陰離子移向負極．

解答： 解：（1）Al、Cu、稀硫酸構成的原電池，金屬鋁做負極，金屬銅為正極，正極發(fā)生還原反應，電極反應為：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，能設計成原電池，失電子的是金屬鋁，為負極，金屬鎂為正極，總反應為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，當反應中收集到標準狀況下224mL即0.01mol氣體時，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，鋁為負極；0.18g．
（3）甲烷燃料電池中，燃料甲烷需通在負極b極，正極是氧氣得電子，電子從負極b流向正極a，電解質(zhì)中的陰離子氫氧根離子移向負極b極，故答案為：b；b；b．

點評：本題考查原電池原理，為高頻考點，把握圖中裝置的分析及原電池的工作原理為解答的關鍵，側重電極、電極反應、轉移電子的考查，注意（2）中不能直接利用金屬活潑性判斷負極，應從氧化還原反應的角度考慮，題目難度不大．