Question

13．某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，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．

編號(hào)	電極材料	電解質(zhì)溶液	電流表指針偏轉(zhuǎn)方向
1	Al、Mg	稀鹽酸	偏向Al
2	Al、Cu	稀鹽酸	偏向Cu
3	Al、C（石墨）	稀鹽酸	偏向石墨
4	Al、Mg	氫氧化鈉溶液	偏向Mg
5	Al、Zn	濃硝酸	偏向Al

試根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極（正極或負(fù)極）是否相同（填“是”或“否”）？否．
（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)3完成下列填空：
①鋁為負(fù)極，電極反應(yīng)式：2Al-6e^-═2Al³⁺．
②石墨為正極，電極反應(yīng)式：6H⁺+6e^-═3H₂↑．
③電池總反應(yīng)式：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
（3）實(shí)驗(yàn)4中鋁作負(fù)極還是正極負(fù)極，理由是在NaOH溶液中，活動(dòng)性Al＞Mg．寫出鋁電極的電極反應(yīng)式：Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（4）解釋實(shí)驗(yàn)5中鋁作正極的原因：Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中發(fā)生反應(yīng)，被氧化，即在濃硝酸中活動(dòng)性Zn＞Al，Al是原電池的正極．
（5）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：另一個(gè)電極材料的活動(dòng)性和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)．

Answer 1

分析 （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，則Al為負(fù)極；
（4）實(shí)驗(yàn)5中Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極，所以電流計(jì)指針偏向鋁；
（5）在原電池中，正負(fù)極的判斷與金屬的活潑性有關(guān)，與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)也有關(guān)，總之失電子的極是負(fù)極，得電子的極是正極．

解答 解：（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，
故答案為：否；
（2）①實(shí)驗(yàn)3中Al為負(fù)極，電極反應(yīng)為2Al-6e^-═2Al³⁺，故答案為：負(fù)；2Al-6e^-═2Al³⁺；
②石墨為正極，其電極反應(yīng)為6H⁺+6e^-═3H₂↑，故答案為：正；6H⁺+6e^-═3H₂↑；
③電池總反應(yīng)式：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，故答案為：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）實(shí)驗(yàn)4中Mg不與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，而發(fā)生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，Al失去電子，在NaOH溶液中，活動(dòng)性Al＞Mg，則Al為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：負(fù)極；在NaOH溶液中，活動(dòng)性Al＞Mg；Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）實(shí)驗(yàn)5中Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極，電流由正極流向負(fù)極，所以電流計(jì)指針偏向鋁，
故答案為：Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中發(fā)生反應(yīng)，被氧化，即在濃硝酸中活動(dòng)性Zn＞Al，Al是原電池的正極；
（5）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，與另一個(gè)電極材料的活動(dòng)性，電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關(guān)，
故答案為：另一個(gè)電極材料的活動(dòng)性和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究原電池原理及設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的原電池反應(yīng)及正負(fù)極的判斷是解答本題的關(guān)鍵，注意利用氧化還原反應(yīng)中電子的得失來分析正負(fù)極，注意知識(shí)點(diǎn)的靈活運(yùn)用和變通，題目難度不大．