Question

20．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置．请回答下列问题：
（1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑
（2）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，该装置能（填“能”或“不能”）形成原电池，若不能，请说明理由，此空不填；若能，请写出该电池负极的电极反应方程式Cu-2e^-=Cu²⁺．
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂（如O₂）反应所放出的化学能直接转化为电能．现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH₄为燃料，采用酸性溶液为电解液；则CH₄应通入b极（填a或b，下同），电子从负极流出．电池的负极反应方程式为：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．

Answer 1

分析 （1）Al、Cu、稀硫酸构成的原电池，金属铝做负极，金属铜为正极，正极上氢离子得电子生成氢气；
（2）自发的氧化还原反应能设计成原电池，失电子的极是负极；
（3）燃料电池中，甲烷燃料通在负极，正极是氧气得电子，电子从负极流向正极．

解答 解：（1）Al、Cu、稀硫酸构成的原电池，金属铝做负极，金属铜为正极，正极上氢离子得电子生成氢气，正极的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）Fe、Cu、浓硝酸之间．金属Fe遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，则能设计成原电池，失电子的是金属铜，为负极，金属铁为正极，负极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案为：能；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）氢氧燃料电池中，燃料甲烷需通在负极，正极是氧气得电子，电子从负极流向正极，负极上甲烷失电子生成二氧化碳，则负极电极方程式为：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
故答案为：b；负；CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．

点评 本题考查原电池原理，为高频考点，把握原电池的工作原理、正负极的判断和电极方程式的书写方法为解答的关键，侧重电极、电极反应、电子转移的考查，题目难度不大．