Question

1．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Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置能（填“能”或“不能”）形成原电池．若不能，请说明理由；若能，请说明在两电极上所发生的现象：a极铝片逐渐溶解，b极上有气泡产生_．
（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，甲烷为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液．则甲烷应通入b（填“a”或“b”）极，负极上的电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，Al易失电子作负极、Cu正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；
（2）当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置能自发进行氧化还原反应，能构成原电池，Al作负极、Mg作正极；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应．

解答 解：（1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，Al易失电子作负极、Cu正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置能自发进行氧化还原反应，能构成原电池，Al失电子作负极、Mg作正极，负极Al逐渐溶解，正极上生成氢气；
故答案为：能；a极铝片逐渐溶解，b极上有气泡产生；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，所以通入甲烷的电极为b，正极上氧化剂得电子发生还原反应，负极上甲烷失电子生成碳酸根离子和水，负极的反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：b；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

点评 本题考查原电池原理，把握图中装置的分析及原电池的工作原理为解答的关键，侧重电解质溶液与电极的反应、转移电子的考查，题目难度中等，题目有利于培养学生对基础知识的应用能力．