Question

（10分）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）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為稀硫酸時，正極的電極反應式為____________；負極的電極反應式為____________。
（2）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該裝置__________(填“能”或“不能”)形成原電池。若不能，請說明理由；若能，請說明在兩電極上所發生的現象：________。
（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，氫氣為燃料，氫氧化鈉溶液為電解質溶液。則氫氣應通入________(填“a”或“b”)極，正極上的電極反應式為___________。

Answer 1

(1) 2H⁺+2e^-＝H₂↑　（２分）　　　　　　Mg-2e-＝Mg²⁺（２分）
(2)能（１分）；　　負極鋁片溶解，正極鎂片上有氣泡產生（２分）
(3)　b （1分）  O₂ + 2H₂O + 4eˉ="=" 4OHˉ（2分）

解析試題分析：（1）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為稀硫酸時，由于鎂的金屬性強于鋁，因此鎂是負極失去電子，鋁是正極，溶液中的氫離子放電，則正極的電極反應式為2H⁺+2e^-＝H₂↑；極的電極反應式為Mg-2e-＝Mg²⁺。
（2）當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，由于能和氫氧化鈉溶液反應的是金屬鋁，所以此時鋁是負極失去電子，鎂是正極，溶液中的氫離子放電產生氫氣，所以在兩電極上所發生的現象為負極鋁片溶解，正極鎂片上有氣泡產生。
（3）原電池中負極失去電子，正極得到電子，則氫氣應通入b極，正極上氧氣得到電子，其電極反應式為O₂ + 2H₂O + 4eˉ="=" 4OHˉ。
考點：考查原電池原理的應用