Question

看图回答下列问题

（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是

镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出

，电流表指针

偏转

（填偏转或不偏转），两极反应式为：正极

2H⁺+2e^-=H₂↑

；负极

Mg-2e^-=Mg²⁺

．
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为

Al

（填Mg或Al），总反应方程式为

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成．该电池的正极反应式为：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（4）如果将上述装置中通入的H₂改成CH₄气体，也可以组成一个原电  池装置，电池的总反应方程式为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，则该电池的负极反应式为：

CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O

．

Answer 1

分析：根据自发的氧化还原反应能设计成原电池，失电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的是正极，发生还原反应；
在燃料电池中，通入正极的一极氧气，通入负极的一极氧气是燃料，负极的电极反应=总反应-正极的电极反应和；

解答：解：（1）镁、铝和稀硫酸构成了原电池，自发进行的反应是镁和硫酸反应，金属镁做负极，
电极反应：Mg-2e^-=Mg²⁺，金属铝为正极，溶液中的2H⁺得到电子发生还原反应，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，
所以可看到镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转，
故答案为：镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出；电流表指针发生偏转；Mg-2e^-=Mg²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）镁、铝和氢氧化钠溶液构成了原电池，自发的氧化还原反应是金属铝和氢氧化钠之间的反应，总反应方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，铝失电子，为负极，金属镁作正极，
故答案为：Al；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3氢气、氧气和氢氧化钾溶液构成了原电池，自发的氧化还原反应是氢气和氧气之间的反应，总反应方程式为
：2H₂+O₂=2H₂O，，正极上通的是氧气，B极是正极，电极反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
（4）燃料电池的总反应离子方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO_3^2-+3H₂O，正极上通的是氧气，电极反应：2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，负的极一定是燃料失电子的过程，因正极和负极相加即为总反应，所以：CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．

点评：本题考查原电池工作原理知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．需要注意的握以镁、铝为电极材料，电解质溶液的酸碱性不同，电极反应不同．