Question

15．为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如下图．

（1）根据原电池原理填写下表．

装置序号	负极	阳离子移向 （填电极材料名称）
甲
乙		．

（2）电极类型除与电极材料的性质有关外，还与电解质溶液有关．
（3）根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？不一定（填“是”“不是”或“不一定”）．
（4）上述电池的放电过程中，丙中电解质溶液的碱性减弱（填“增强”“减弱”或“不变”，下同），丁中电解质溶液的碱性减弱．

Answer 1

分析 电池甲：在稀硫酸中，镁比铝活泼，镁为负极，发生氧化反应，铝为正极，H⁺在铝极上发生还原反应；
乙电池：铁比铂活泼，铁为负极；
丙电池：在氢氧化钠溶液中，铝与NaOH溶液反应，铝失去电子，发生氧化反应，铝离子与氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子和水；
丁电池：是燃料电池，甲烷与氧气反应，甲烷发生氧化反应，在碱中生成碳酸盐和水，氧气发生还原反应．所以，在负极区通入甲烷，在正极区通入空气，以此解答该题．

解答 解：（1）甲中镁比铝活泼，镁为负极，铝为正极，原电池工作时阳离子向铝极移动；
乙中铁为负极，铂为正极，阳离子向铂电极移动，
故答案为：

装置序号	负极	阳离子移向 （填电极材料名称）
甲	Mg	Al
乙	Fe	Pt

；
（2）通过比较甲、丙电池可知，电极都是铝、镁，由于电解质溶液不同，故电极名称不同，即电极类型与电极材料、电解质溶液都有关，故答案为：电解质溶液；
（3）大多数电池的负极材料参与反应发生氧化反应，燃料电池的负极材料不参与反应，可燃物如氢气、一氧化碳、甲烷、乙醇等在负极区发生氧化反应，
故答案为：不一定；
（4）丙中电池总反应为2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，丁燃料电池电池反应式为CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，氢氧根离子参加反应，所以反应过程中氢氧根离子浓度减小，溶液的pH减小，故答案为：减弱；减弱．

点评 本题考查了氧化还原反应、原电池的工作原理的应用、电极反应式的书写等，题目难度中等，熟悉氧化还原反应的规律、原电池的工作原理是解题关键，注意培养阅读材料获取信息的能力．