Question

(1)如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则电子由_____(填“a”或“b”，下同) 极流向_____极，电解质溶液中移向_____极，a极上的电极反应式为___________________。

(2)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。其正极反应方程式为___________，若将燃料改为CH₄，写出其负极反应方程式_________。

(3)图为青铜器在潮湿环境中因发生电化学反应而被腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是_________（填图中字母“a”或“b”或“c”）；

②环境中的Cl^- 扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu₂(OH)₃Cl，其离子方程式为_______________________；

③若生成4.29 g Cu₂(OH)₃Cl，则理论上耗氧体积为_______L（标况）。

Answer

b a b 2H+ + 2e- = H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- CH4+10OH--8e-=+7H2O c 2Cu2++3OH-+ Cl-==Cu2 (OH)3Cl↓ 0.448

【解析】

在铁、碳、稀硫酸形成的原电池中，气泡应在正极表面产生，由此确定a、b与正、负极的关系，从而得出电子流动的方向、电极反应式及离子迁移；在CH4碱性燃料电池中，通O2的电极为正极，通燃料的电极为负极，由于电解质呈碱性，所以CH4燃烧的最终生成物应为；青铜器在潮湿环境中发生的电化学反应中，依据电极产物，判断电子得失情况，从而确定正、负极；在利用腐蚀产物进行耗氧量计算时，需从电荷守恒角度分析产物与电子守恒的关系。

(1)a极上有大量气泡生成，则a极为正极(碳棒)，b极为负极(铁片)，电子由负极流向正极，即由b极流向a极，电解质溶液中，阴离子向负极移动，即移向b极，a极上的H+得电子生成H2，电极反应式为2H+ + 2e- = H2↑。答案为：b；a；b；2H+ + 2e- = H2↑；

(2)在氢氧燃料电池中，负极为Pt(通H2)，正极为Pt(通O2)，正极O2得电子产物与水反应生成OH-，正极反应方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-，若将燃料改为CH4，则负极为通CH4的电极，CH4失电子产物与电解质反应生成和水，负极反应方程式为CH4+10OH--8e-=+7H2O。答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；CH4+10OH--8e-=+7H2O；

(3)青铜器在潮湿环境中因发生电化学腐蚀，Cu失电子生成Cu2+，O2得电子产物与水反应生成OH-。

①腐蚀过程中，Cu作负极，负极是c；

②环境中的Cl- 扩散到孔口，并与正极反应产物OH-和负极反应产物Cu2+作用，生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2++3OH-+ Cl-==Cu2 (OH)3Cl↓；

③Cu2(OH)3Cl的质量为4.29 g，物质的量为=0.02mol，需消耗0.04molCu2+、0.06molOH-，电极反应式为Cu-2e-==Cu2+，O2+4e-+2H2O==4OH-，则线路中转移电子0.08mol，需消耗O20.02mol，则理论上耗氧体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L（标况）。

答案为：c；2Cu2++3OH-+ Cl-==Cu2 (OH)3Cl↓；0.448。