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）當電極a為Al，電極b為Cu，電解質溶液為濃硝酸時，正極的電極反應式為： ．
（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，該電池的正極為 ， 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，消耗的電極質量為g．
（3）燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑（如O2）反應所產生的能量直接轉化為電能．現設計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，乙醇（C2H5OH）為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解液，則乙醇應通入極（填“a”或“b”），該電極的電極反應式為： ．

Answer 1

【答案】
（1）2H++NO3﹣+e﹣═NO2↑+H2O
（2）Mg；Al+4OH﹣﹣3e﹣═AlO2﹣+2H2O；0.36
（3）b；C2H5OH+16OH﹣﹣12e﹣═2CO32﹣+11H2O
【解析】解：（1）Al在濃硝酸中鈍化，硝酸根在正極鋁上得電子被還原為二氧化氮，電極反應式為2H++NO3﹣+e﹣═NO2↑+H2O， 所以答案是：2H++NO3﹣+e﹣═NO2↑+H2O；（2）Al可與NaOH溶液發生氧化還原反應，離子反應為2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，則Al為負極，Mg為正極，負極上Al失去電子，電極反應為Al+4OH﹣﹣3e﹣═AlO2﹣+2H2O；當反應中收集到標準狀況下448mL即0.02mol氣體時，

2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+	3H2↑
54g	3mol
m（Al）	0.02mol

則消耗的電極Al的質量為：m（Al）= ×54g=0.36g，
所以答案是：Mg；Al+4OH﹣﹣3 e﹣═AlO2﹣+2H2O，0.36；（3）乙醇燃料電池中，通入燃料的電極是負極，則乙醇應通入b極，在堿性環境中乙醇失電子產生碳酸根和水，電極反應式為C2H5OH+16OH﹣﹣12e﹣═2CO32﹣+11H2O，
所以答案是：b；C2H5OH+16OH﹣﹣12e﹣═2CO32﹣+11H2O．