Question

11．如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，回答下列问题．
（1）若a为镁、b为FeCl₃，则负极材料为Mg，正极的电极反应式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．
（2）若a为铜、b为浓硝酸，则电流的方向为铝→铜（填电极材料），正极的电极反应式为2H⁺+NO₃^-+e^-=H₂O+NO₂↑．
（3）在一定条件下甲烷和氧气能形成燃料电池．电解液为酸性．则负极电极反应式为CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺；该电池工作过程中，H⁺的移向正极（填“正极”或“负极”）．

Answer 1

分析 （1）若a为镁、b为FeCl₃，则镁比铝活泼，负极为镁发生氧化反应，正极上三价铁离子得电子发生还原反应；
（2）若a为铜、b为浓硝酸，铝与浓硝酸发生钝化，则铜为负极发生氧化反应，铝为正极发生还原反应，电流的方向为正极到负极；
（3）酸性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，原电池工作时，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动．

解答 解：（1）若a为镁、b为FeCl₃，则镁比铝活泼，负极为镁发生氧化反应，正极上三价铁离子得电子发生还原反应，反应式为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，
故答案为：Mg；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
（2）若a为铜、b为浓硝酸，铝与浓硝酸发生钝化，则铜为负极发生氧化反应，铝为正极发生还原反应反应式为：2H⁺+NO₃^-+e^-═H₂O+NO₂↑，电流的方向为正极铝到负极铜，
故答案为：铝，铜；2H⁺+NO₃^-+e^-═H₂O+NO₂↑；
（3）酸性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，原电池工作时，电解质溶液中，阳离子向正极移动，则氢离子向正极移动，
故答案为：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺；正极．

点评 本题考查原电池的组成和工作原理，注意把握以镁、铝为电极材料，电解质溶液的酸碱性不同，电极反应不同，燃料电池电极方程式书写中注意电解质溶液的酸碱性，为易错点．