Question

20．如圖是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置．請回答下列問題：
（1）當(dāng)電極a為Al、電極b為Cu、電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，正極的電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑
（2）當(dāng)電極a為Fe、電極b為Cu、電解質(zhì)溶液為濃硝酸時，該裝置能（填“能”或“不能”）形成原電池，若不能，請說明理由，此空不填；若能，請寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)方程式Cu-2e^-=Cu²⁺．
（3）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑（如O₂）反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能．現(xiàn)設(shè)計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負(fù)極，CH₄為燃料，采用酸性溶液為電解液；則CH₄應(yīng)通入b極（填a或b，下同），電子從負(fù)極流出．電池的負(fù)極反應(yīng)方程式為：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．

Answer 1

分析 （1）Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池，金屬鋁做負(fù)極，金屬銅為正極，正極上氫離子得電子生成氫氣；
（2）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計成原電池，失電子的極是負(fù)極；
（3）燃料電池中，甲烷燃料通在負(fù)極，正極是氧氣得電子，電子從負(fù)極流向正極．

解答 解：（1）Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池，金屬鋁做負(fù)極，金屬銅為正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，正極的電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）Fe、Cu、濃硝酸之間．金屬Fe遇到濃硝酸會鈍化，Cu與濃硝酸反應(yīng)，則能設(shè)計成原電池，失電子的是金屬銅，為負(fù)極，金屬鐵為正極，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案為：能；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）氫氧燃料電池中，燃料甲烷需通在負(fù)極，正極是氧氣得電子，電子從負(fù)極流向正極，負(fù)極上甲烷失電子生成二氧化碳，則負(fù)極電極方程式為：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
故答案為：b；負(fù)；CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．

點(diǎn)評 本題考查原電池原理，為高頻考點(diǎn)，把握原電池的工作原理、正負(fù)極的判斷和電極方程式的書寫方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重電極、電極反應(yīng)、電子轉(zhuǎn)移的考查，題目難度不大．