Question

回答下列问题：

(1)当电极a为A1、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：_____________。原电池工作一段时间后，若消耗铝2.7 g，则放出气体________g。

(2)当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，该装置_______(填“能”或“不能”)形成原电池，若不能，请说明理由,若能，请写出该电池负极的电极反应方程式____________________。

(3)设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH₄为燃料，采用酸性溶液为电解液；则CH₄应通入__________极(填a或b，下同)，电子从________极流出。电池的负极反应方程式为_________________________。

Answer

2H++2e-=H2↑ 0.3 能 Cu－2e-=Cu2+ b b CH4+2H2O－8e-=CO2+8H+

【解析】

(1)Al、Cu在稀硫酸中构成原电池，活泼金属铝做负极，不活泼金属铜为正极，正极上氢离子得电子生成氢气；

(2)自发的氧化还原反应能设计成原电池，失电子的极是负极；

(3)燃料电池中，甲烷燃料在负极通入，正极是氧气得电子发生还原反应，电子从负极流向正极。

(1) Al、Cu在稀硫酸中构成原电池，活泼金属铝做负极，不活泼金属铜为正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑；原电池工作一段时间后，若消耗铝2.7 g，由方程式可得2Al—3H2，则氢气的质量为=0.3g，故答案为：2H++2e-=H2↑；0.3；

(2) 当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，金属Fe遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，则能设计成原电池，失电子的是金属铜，为原电池负极，金属铁为正极，负极的反应式为Cu－2e-=Cu2+，故答案为：能；Cu－2e-=Cu2+；

(3)甲烷燃料电池中，燃料甲烷需通在负极，即CH4应通入b极，正极是氧气得电子，电子从负极流向正极，即电子从b极流出，酸性条件下，负极上甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH4+2H2O－8e-=CO2+8H+，故答案为：b；b；CH4+2H2O－8e-=CO2+8H+。