Question

16．化学电源在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．

（1）某实验小组在实验室研究原电池装置（图1）．其中，装置甲中负极为Mg；装置乙中负极为Al；
（2）燃料电池是目前较为高效率的化学电源，图2为CH₄和O₂形成的燃料电池结构示意图，高分子膜能避免气体分子相互接触，但不影响溶液中离子的移动．根据图示可知X极为电池的负（填“正”或“负”）极，电极反应方程式为CH₄+10OH^--8e^-=7H₂O+CO₃^2-； O₂应由b（填“a”或“b”）通入．

Answer 1

分析 （1）装置甲依据的化学反应原理是Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，装置乙同学依据的化学反应原理是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，据此分析；
（2）甲烷燃料电池中，负极上投放燃料甲烷，发生失电子发生氧化反应，正极上投放氧气，发生得电子的还原反应．

解答 解：（1）装置甲依据的化学反应原理是Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，镁易失电子作负极、Al作正极；装置乙同学依据的化学反应原理是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，铝易失电子作负极、Mg作正极，
故答案为：Mg；Al；
（2）电解质溶液为KOH溶液，X电极失去电子，为负极，甲烷被氧化，发失电子发生氧化反应：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，Y电极得到电子，为正极，O₂被还原，所以O₂应由b通入；
故答案为：负； CH₄+10OH^--8e^-=7 H₂O+CO₃^2-；b．

点评 本题考查原电池以及氢氧燃料电池的工作原理，注意电解质溶液的酸碱性不同，则电极反应不同，根据得失电子判断正负极，难点是电极反应式的书写，难度不大．