Question

【題目】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：

(1)當電極a為Al，電極b為Mg，電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該電池的負極的電極反應式為__________。當反應中收集到標準狀況下224 mL氣體時，消耗的電極質量為________g。

(2)燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應所產生的化學能直接轉化為電能�，F(xiàn)設計一燃料電池，電極a通入甲烷燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液，則電子從____極流出，a極的電極反應式為________。

(3)質量相同的銅棒和鐵棒用導線連接后插入CuSO4溶液中，一段時間后，取出洗凈、干燥、稱量，二者質量差為24 g，則導線中通過的電子的物質的量_______mol。

(4)學法題：總結原電池負極的判斷方法___________(至少2條)。

Answer 1

【答案】Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O 0.18 a CH4－8e－＋10OH－=CO32－＋7H2O 0.4 電流的方向、電子的流向等

【解析】

(1)當電極a為Al，電極b為Mg，電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，Al作負極，失電子，負極反應為：Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O，總反應為：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，每產生3mol氫氣，消耗2molAl，當收集到224mL氣體，即物質的量n==0.01mol時，消耗Al的物質的量=mol，質量=mol×27g/mol=0.18g，故答案為：Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；0.18g；

(2)燃料電池中，燃料在負極失電子，所以，a極是負極，則電子從a極流出，a極反應式為：CH4－8e－＋10OH－=CO32－＋7H2O，故答案為：a；CH4－8e－＋10OH－=CO32－＋7H2O；

(3)Fe作負極，失電子，負極質量減小，Cu作正極，Cu2+在正極得電子生成Cu，正極質量增大，總反應為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ ～ 2e-，每轉移2mol電子，兩極質量相差(56+64)g=120g，當兩極相差24g時，轉移電子物質的量==0.4mol，故答案為：0.4；

(4)原電池的工作原理為：負極失電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應，正極得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應，電子從負極流出，正極流進，電流方向與電子流向相反，所以，判斷正負極的方法有：電流的方向、電子的流向、化合價升降、氧化反應和還原反應等，故答案為：電流的方向、電子的流向等。