Question

14．如圖是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置．請回答下列問題：
（1）當電極a為Zn、電極b為Cu、電解質溶液為稀硫酸時，正極的電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質為氫氧化鈉溶液時，則該裝置的電極Al（或a）為負極．
（3）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑（如O₂）反應所放出的化學能直接轉化為電能．現設計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，甲烷為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液；則甲烷應通入b極（填a或b），電池工作時正極區(qū)域附近的pH會升高（填“升高”、“降低”或“不變”），當有16g甲烷參加反應時，轉移電子的數目為8N_A．

Answer 1

分析 （1）根據原電池的工作原理來回答；
（2）自發(fā)的氧化還原反應能設計成原電池，失電子的極是負極；
（3）燃料電池中，燃料通在負極，正極是氧氣得電子，電子從負極流向正極，甲烷電極的反應為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，根據電子轉移數目作計算．

解答 解：（1）Al、Cu、稀硫酸構成的原電池，金屬鋁做負極，金屬銅為正極，正極發(fā)生還原反應，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）Al、Mg、氫氧化鈉溶液能之間．金屬鋁和氫氧化鈉可以發(fā)生氧化還原反應，能設計成原電池，失電子的是金屬鋁，為負極，金屬鎂為正極，
故答案為：Al（或a）；
（3）氫氧燃料電池中，燃料氫氣需通在負極，正極是氧氣得電子，電子從負極流向正極，正極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故pH會升高；甲烷電極的反應為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，當有16g甲烷參加反應，即為1mol，轉移電子數目為8N_A，故答案為：b；升高；8N_A．

點評 本題考查原電池知識，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，注意把握原電池的工作原理以及電極方程式的書寫，為解答該題的關鍵，難度不大．