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為電能的裝置。請回答下列問題：

（1）若電極a為Zn，電極b為石墨

①當電解質溶液為稀硫酸時，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448mL氣體時，電池中所轉移的電子數目為_____。

②當電解質溶液為NaCl溶液時，該電池的正極的電極反應式為：_____；反應過程中，Na+移向_____電極（填字母“a”或“b”）。

（2）現設計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，甲烷（CH4）為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解質溶液，則氧氣應通入_____極（填“a”或“b”），另一電極的電極反應式_____。

Answer 1

【答案】Zn﹣2e﹣＝Zn2+ 0.04NA O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣ b a CH4+10 OH﹣﹣8e﹣═CO3 2﹣+7H2O

【解析】

（1）①若電極a為Zn，電極b為石墨，a為原電池的負極，石墨為原電池的正極，當電解質溶液為稀硫酸時，負極是鋅失電子發生氧化反應，電極反應為：Zn﹣2e﹣＝Zn2+，正極上氫離子得到電子生成氫氣，電極反應：2H++2e﹣＝H2↑，當反應中收集到標準狀況下448mL氣體時，氫氣物質的量n=0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，電子轉移總數為0.04mol，電子數為0.04NA，

故答案為：Zn﹣2e﹣＝Zn2+；0.04NA；

②當電解質溶液為NaCl溶液時，正極上是氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應為：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，原電池中陽離子移向正極b電極，

故答案為：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣； b；

（2）以電極a為正極，電極b為負極，甲烷（CH4）為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解質溶液，則氧氣應通入a電極，甲烷通入b電極，在堿溶液中失電子生成碳酸根離子，電極反應為：CH4+10 OH﹣﹣8e﹣═CO3 2﹣+7H2O，

故答案為：a； CH4+10 OH﹣﹣8e﹣═CO3 2﹣+7H2O。