Question

3．據(jù)圖回答下列問題：
Ⅰ、（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是Mg逐漸溶解，Al片上有氣泡冒出，指針偏轉負極反應式為：Mg-2e^-=Mg²⁺．
（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為Al（填Mg或Al），總反應化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
Ⅱ、由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其正極的電極反應式為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O
Ⅲ、中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．
甲醇（CH₃OH）燃料電池的工作原理如圖所示．
①該電池工作時，b口通入的物質(zhì)為CH₃OH，c口通入的物質(zhì)為O₂．
②該電池正極的電極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．

Answer 1

分析 I、（1）鎂比鋁活潑，若燒杯中溶液為稀硫酸，鎂為負極，鋁為正極；
（2）鋁和與氫氧化鈉溶液反應，若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，鋁為負極，鎂為正極；
Ⅱ、Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，Cu與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應，則Cu失電子作負極，Al作正極，據(jù)此分析；
Ⅲ、①根據(jù)氫離子移動方向知，右側電極為正極，左側電極為負極，負極上通入燃料；
②負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應．

解答 解：I、（1）鎂比鋁活潑，若燒杯中溶液為稀硫酸，形成原電池反應，鎂為負極，鋁為正極，負極發(fā)生Mg-2e^-=Mg²⁺，可觀察到Mg逐漸溶解，Al片上有氣泡冒出，指針偏，
故答案為：Mg逐漸溶解，Al片上有氣泡冒出，指針偏轉；Mg-2e^-=Mg²⁺；
（2）鋁和與氫氧化鈉溶液反應，若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，鋁為負極，鎂為正極，負極生成NaAlO₂，正極生成氫氣，反應的總方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：Al；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
Ⅱ、Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，Cu與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應，則Cu失電子作負極，Al作正極，正極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮，則正極上的電極反應為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
故答案為：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
Ⅲ、①據(jù)氫離子移動方向知，右側電極為正極，c口通氧氣，左側電極為負極，b口為負極上通入燃料甲醇，故答案為：CH₃OH；O₂；
②正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子，電極反應式為2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂↑+12H⁺，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．

點評 本題綜合考查原電池知識，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，注意把握鋁與氫氧化鈉反應的特點，為解答該題的關鍵，注意相關基礎知識的積累，側重于正負極的判斷和電極方程式的書寫，題目難度不大．