Question

1．如圖是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉(zhuǎn)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)溶液為濃硝酸時，正極的電極反應式為：2H⁺+NO₃^-+e^-═NO₂↑+H₂O．
（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，該電池的正極為Mg，負極的電極反應式為：Al+4OH^--3e^-═AlO₂^-+2H₂O，當反應中收集到標準狀況下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）反應所產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)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，乙醇（C₂H₅OH）為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液，則乙醇應通入b極（填“a”或“b”），該電極的電極反應式為：C₂H₅OH+16OH^--12e^-═2CO₃^2-+11H₂O．

Answer 1

分析 （1）Al、Cu、濃硝酸構成的原電池，Al在濃硝酸中鈍化，Cu能和濃硝酸反應，Cu被氧化，作負極，硝酸根得電子被還原為二氧化氮；
（2）Al、Mg、NaOH溶液構成的原電池中，Al為負極，Mg為正極，負極上Al失去電子，正極上水中的氫離子得到電子；
（3）燃料電池中，燃料通入負極失電子發(fā)生氧化反應．

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，離子反應為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，則Al為負極，Mg為正極，負極上Al失去電子，電極反應為Al+4OH^--3e^-═AlO₂^-+2H₂O；當反應中收集到標準狀況下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極，則乙醇應通入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，側重于考查學生的分析能力和應用能力，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．