Question

7．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Mg、电解质溶液为氢氧化钠时，正极的电极反应式为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-
（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；若能，请指出正极是Fe    该电极反应式是NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂+H₂O．
（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，采用碱性溶液为电解液；则CH₄应通入b 极（填a或b，下同），电子从b极流出．电池的负极反应方程式为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，Cu易失电子作负极、Fe为正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；
（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，电子从负极沿导线流向正极．

解答 解：（1）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，正极的电极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故答案为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
（2）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，铁与浓硝酸钝化，所以Cu易失电子作负极、Fe为正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应生成二氧化氮气体，电极反应式为NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂+H₂O，
故答案为：能；Fe；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂+H₂O；
（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，反应式为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，正极上氧化剂得电子发生还原反应，电子从负极b沿导线流向正极a，所以电子从b电极流出，故答案为：b；b；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

点评 本题考查了原电池原理，根据失电子难易程度确定正负极，知道正负极的判断方法，注意：不能根据金属活泼性强弱判断正负极，为易错点．