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)若電極a為Zn，電極b為石墨，當電解質溶液為稀硫酸時，該電池的負極的電極反應式為：___；當反應中收集到標準狀況下672 mL氣體時，電池中所轉移的電子數目為____。

(2)現設計一燃料電池，以電極a為正極，電極b為負極，甲醇(CH4O)為燃料，采用氫氧化鈉溶液為電解質溶液，則氧氣應通入____極(填“a”或“b”)，另一電極的電極反應式____。

Answer 1

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

【解析】

(1)活動性強的電極為負極，失去電子發生氧化反應，活動性弱的電極為正極，正極上溶液中氫離子得到電子變為氫氣，每反應產生1 mol H2，得到2 mol電子，由氫氣的體積計算其物質的量，然后計算轉移的電子數目；

(2)通入燃料甲醇的電極為負極，負極上甲醇被氧化產生的CO2與溶液中OH-結合形成CO32-，通入氧氣的電極為正極，正極上氧氣得到電子，發生還原反應。

(1)由于電極活動性：Zn>C，所以Zn為負極，失去電子發生氧化反應，電極反應式為：Zn-2e-=Zn2+；石墨電極為正極，正極上H+得到電子變為H2，電極反應式為：2H++2e-= H2↑，可見每反應產生1 mol H2，得到2 mol電子，n(H2)==0.03 mol，所以轉移電子的物質的量是0.06 mol，則轉移電子數目為N(e-)=0.06 mol×NA/mol=0.06NA。

(2)通入燃料甲醇的電極為負極，通入氧氣的電極為正極。由于該燃料電池以電極a為正極，電極b為負極，是a電極通入氧氣，b電極通入甲醇。b電極為負極，負極上甲醇被氧化產生的CO2與溶液中OH-結合形成CO32-，所以負極的電極反應式為：CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。