Question

【题目】如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：

（1）若电极a为Zn，电极b为石墨

①当电解质溶液为稀硫酸时，该电池的负极的电极反应式为：_____；当反应中收集到标准状况下448mL气体时，电池中所转移的电子数目为_____。

②当电解质溶液为NaCl溶液时，该电池的正极的电极反应式为：_____；反应过程中，Na+移向_____电极（填字母“a”或“b”）。

（2）现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷（CH4）为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则氧气应通入_____极（填“a”或“b”），另一电极的电极反应式_____。

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若电极a为Zn，电极b为石墨，a为原电池的负极，石墨为原电池的正极，当电解质溶液为稀硫酸时，负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn﹣2e﹣＝Zn2+，正极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应：2H++2e﹣＝H2↑，当反应中收集到标准状况下448mL气体时，氢气物质的量n=0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，电子转移总数为0.04mol，电子数为0.04NA，

故答案为：Zn﹣2e﹣＝Zn2+；0.04NA；

②当电解质溶液为NaCl溶液时，正极上是氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，原电池中阳离子移向正极b电极，

故答案为：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣； b；

（2）以电极a为正极，电极b为负极，甲烷（CH4）为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则氧气应通入a电极，甲烷通入b电极，在碱溶液中失电子生成碳酸根离子，电极反应为：CH4+10 OH﹣﹣8e﹣═CO3 2﹣+7H2O，

故答案为：a； CH4+10 OH﹣﹣8e﹣═CO3 2﹣+7H2O。