Question

【题目】下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：________。

（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_______(填“能”或“不能”)形成原电池，若不能，请说明理由，_________；若能，请写出该电池负极的电极反应方程式_________。

（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____________极(填a或b，下同)，电子从__________极流出。电池的负极反应方程式为：_________________________。

Answer 1

【答案】 2H+ +2e-=H2↑ 能 Cu —2e-=Cu2+ b 负 CH4+ 2H2O—8e-= CO2+ 8H+

【解析】(1)Al、Cu、稀硫酸构成的原电池，金属铝做负极，金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，故答案为：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，铁与浓硝酸发生钝化，铜与浓硝酸可以发生氧化还原反应，能设计成原电池，失电子的是金属铜，为负极，电极反应方程式为Cu —2e-=Cu2+， 故答案为：能；Cu —2e-=Cu2+；

(3)燃料电池中，燃料甲烷需通在负极，即b极，正极是氧气得电子，电子从负极流向正极，负极反应方程式为CH4+ 2H2O—8e-= CO2+ 8H+，故答案为：b；b； CH4+ 2H2O—8e-= CO2+ 8H+。