Question

3．據(jù)圖回答下列問題：
Ⅰ、（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是Mg逐漸溶解，Al片上有氣泡冒出，指針偏轉(zhuǎn)負(fù)極反應(yīng)式為：Mg-2e^-=Mg²⁺．
（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為Al（填Mg或Al），總反應(yīng)化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
Ⅱ、由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其正極的電極反應(yīng)式為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O
Ⅲ、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．
甲醇（CH₃OH）燃料電池的工作原理如圖所示．
①該電池工作時，b口通入的物質(zhì)為CH₃OH，c口通入的物質(zhì)為O₂．
②該電池正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．

Answer 1

分析 I、（1）鎂比鋁活潑，若燒杯中溶液為稀硫酸，鎂為負(fù)極，鋁為正極；
（2）鋁和與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，鋁為負(fù)極，鎂為正極；
Ⅱ、Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，Cu與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則Cu失電子作負(fù)極，Al作正極，據(jù)此分析；
Ⅲ、①根據(jù)氫離子移動方向知，右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負(fù)極，負(fù)極上通入燃料；
②負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：I、（1）鎂比鋁活潑，若燒杯中溶液為稀硫酸，形成原電池反應(yīng)，鎂為負(fù)極，鋁為正極，負(fù)極發(fā)生Mg-2e^-=Mg²⁺，可觀察到Mg逐漸溶解，Al片上有氣泡冒出，指針偏，
故答案為：Mg逐漸溶解，Al片上有氣泡冒出，指針偏轉(zhuǎn)；Mg-2e^-=Mg²⁺；
（2）鋁和與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，鋁為負(fù)極，鎂為正極，負(fù)極生成NaAlO₂，正極生成氫氣，反應(yīng)的總方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：Al；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
Ⅱ、Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，Cu與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則Cu失電子作負(fù)極，Al作正極，正極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮，則正極上的電極反應(yīng)為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
故答案為：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
Ⅲ、①據(jù)氫離子移動方向知，右側(cè)電極為正極，c口通氧氣，左側(cè)電極為負(fù)極，b口為負(fù)極上通入燃料甲醇，故答案為：CH₃OH；O₂；
②正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂↑+12H⁺，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．

點(diǎn)評 本題綜合考查原電池知識，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握鋁與氫氧化鈉反應(yīng)的特點(diǎn)，為解答該題的關(guān)鍵，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累，側(cè)重于正負(fù)極的判斷和電極方程式的書寫，題目難度不大．