Question

【題目】某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下表：

試根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)①、②中鋁所作的電極(指正極或負(fù)極)________(填“相同”或“不相同”)。

(2)實(shí)驗(yàn)③中鋁為________極，電極反應(yīng)式為_________________________________________；石墨為________極，電極反應(yīng)式為______________；電池總反應(yīng)式為____________________。

(3)實(shí)驗(yàn)④中鋁作負(fù)極還是正極？____________，理由是_________________________，鋁電極的電極反應(yīng)式為__________________________________________________________。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素為______________________。

Answer 1

【答案】 不相同 負(fù) 2Al－6e－＝2Al3＋ 正 6H＋＋6e－＝3H2↑ 2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑ 負(fù)極 鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng) Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O 另一個(gè)電極材料的活動(dòng)性和電解質(zhì)溶液

【解析】（1）金屬與酸構(gòu)成的原電池中，活潑金屬作負(fù)極；

（2）實(shí)驗(yàn)3中Al為負(fù)極，石墨為正極，電池反應(yīng)為2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑；

（3）實(shí)驗(yàn)4中發(fā)生2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，Al失去電子，Al為負(fù)極；

（4）在原電池中，失電子的極是負(fù)極，得電子的極是正極，鋁在原電池中作正極或負(fù)極需要從自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)出發(fā)。

（1）金屬與酸構(gòu)成的原電池中，活潑金屬作負(fù)極，則實(shí)驗(yàn)1中Mg的活潑性大于Al，所以Al作正極，而實(shí)驗(yàn)2中Al的活潑性大于Cu，所以Al作負(fù)極，因此實(shí)驗(yàn)①、②中鋁所作的電極不同；

（2）實(shí)驗(yàn)3中鋁是活潑的金屬，石墨是能導(dǎo)電的非金屬，因此Al為負(fù)極，電極反應(yīng)為2Al－6e－＝2Al3＋；石墨為正極，其電極反應(yīng)為6H＋＋6e－＝3H2↑，因此電池總反應(yīng)為2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑；

（3）實(shí)驗(yàn)4中鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，而發(fā)生2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，所以鋁是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O；

（4）在原電池中金屬鋁作正極還是作負(fù)極，一定要看自發(fā)的氧化還原反應(yīng)中金屬鋁是否參與反應(yīng)，金屬鋁參加反應(yīng)，失電子作負(fù)極，反之作正極，即影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素為另一個(gè)電極材料的活動(dòng)性和電解質(zhì)溶液。