Question

19．据图回答下列问题：
（1）如图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，电流表指针发生偏转；
若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极的电极反应式为Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图②所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成．该电池的正极为B（填“A”或“B”）；
如果将图②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 （1）若烧杯中溶液为稀硫酸，该装置符合原电池构成条件，所以能构成原电池，则电流表指针发生偏转，Mg易失电子作负极、Al作正极；若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，铝与氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，则负极的电极反应为铝失电子生成偏铝酸根离子；
（2）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，负极上通的是氢气，发生氧化反应，装置中通入的H₂改成甲烷（CH₄），燃料电池的总反应离子方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+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．

解答 解：（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，该装置符合原电池构成条件，所以能构成原电池，则电流表指针发生偏转，Mg易失电子作负极、Al作正极，负极反应式为Mg-2e^-=Mg²⁺、正极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，所以看到的现象是：镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转，若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，铝与氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，则负极的电极反应为铝失电子生成偏铝酸根离子，电极反应式为：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，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；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）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，负极上通的是氢气，发生氧化反应，装置中通入的H₂改成甲烷（CH₄），燃料电池的总反应离子方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，正极上通的是氧气，为B极，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：B；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，稀硫酸作电解质溶液，镁是负极，氢氧化钠作电解质，铝是负极．