Question

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，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672 mL气体时，电池中所转移的电子数目为____。

(2)现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲醇(CH₄O)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

Zn-2e-=Zn2+ 0.06NA a CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

【解析】

(1)活动性强的电极为负极，失去电子发生氧化反应，活动性弱的电极为正极，正极上溶液中氢离子得到电子变为氢气，每反应产生1 mol H2，得到2 mol电子，由氢气的体积计算其物质的量，然后计算转移的电子数目；

(2)通入燃料甲醇的电极为负极，负极上甲醇被氧化产生的CO2与溶液中OH-结合形成CO32-，通入氧气的电极为正极，正极上氧气得到电子，发生还原反应。

(1)由于电极活动性：Zn>C，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；石墨电极为正极，正极上H+得到电子变为H2，电极反应式为：2H++2e-= H2↑，可见每反应产生1 mol H2，得到2 mol电子，n(H2)==0.03 mol，所以转移电子的物质的量是0.06 mol，则转移电子数目为N(e-)=0.06 mol×NA/mol=0.06NA。

(2)通入燃料甲醇的电极为负极，通入氧气的电极为正极。由于该燃料电池以电极a为正极，电极b为负极，是a电极通入氧气，b电极通入甲醇。b电极为负极，负极上甲醇被氧化产生的CO2与溶液中OH-结合形成CO32-，所以负极的电极反应式为：CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。