Question

Ⅰ.如图所示，组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适):

（1）电解质溶液为稀硫酸时，灯泡______ (填“亮”或“不亮”，填“亮”做 a 题，填“不亮”做 b题)。

a.若灯泡亮， Al 电极上发生的反应为______。

b.若灯泡不亮， 其理由为______。

（2）电解质溶液为 NaOH 溶液时，灯泡______ (填“亮”或“不亮”，填“亮”做 a 题，填“不亮”做 b 题)。

a.若灯泡亮， Al 电极上发生的反应为______。

b.若灯泡不亮， 其理由为______。

Ⅱ. CH₄ 既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。

（1）甲烷的电子式为______。

（2）以 CH₄为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理下图所示，则通入 a 气体的电极名称为______， 通入 b 气体的电极反应式______。(质子交换膜只允许 H+通过)

Answer

亮 2H+ - 2e-=H2↑ 亮 Al – 3e- +4OH- =AlO2- + 2H2O 负极 O2+4e- + 4H+=2H2O

【解析】(1)Mg、Al和稀硫酸构成原电池,有电流通过,所以灯泡会亮,Mg易失电子作负极、Al作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H+ - 2e-=H2↑, 因此，本题正确答案是:亮; 2H+ - 2e-=H2↑; 
(2)该装置中,铝能和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,该装置符合原电池构成条件,所以Mg、Al和NaOH溶液构成原电池,则灯泡亮;Mg作正极,正极上水得电子生成氢气,正极的电极反应为:,Al易失电子作负极,负极上电极反应式为Al – 3e- +4OH- =AlO2- + 2H2O, 因此，本题正确答案是:亮; Al – 3e- +4OH- =AlO2- + 2H2O

（1）甲烷的分子式CH4,有4条共价键，电子式为

（2）以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，通入甲烷的电极为负极，失去电子，发生氧化反应，作负极，通入氧气的电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，通入a气体的失去电子，为负极，通入b气体的电极反应式为O2+4e-+4H+ =2H2O。答案：负极 O2+4e- + 4H+=2H2O。