Question

【题目】如图所示装置可构成原电池。试回答下列问题：

（1）电解质溶液为浓硝酸时，灯泡 (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题，填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮，则Mg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，则Mg电极反应式为： ；Al电极反应式为： 。
b.若灯泡不亮，其理由为： 。
（3）(Ⅰ)有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电极未标出)：

回答下列有关问题：
原电池的负极反应式为。
（4）a、b、c的大小关系为：。

Answer 1

【答案】
（1）亮；Mg-2e-=Mg2+；a Al与浓硝酸发生钝化
（2）亮；6H2O+6e-=3H2+6OH-；2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O；电解质溶液不合适（答案不唯一）
（3）H2-2e-+2OH-=2H2O
（4）c%＞a%＞b%
【解析】（1）Mg、Al和浓硝酸构成原电池，有电流通过，所以灯泡会亮
a Al与浓硝酸发生钝化，为正极，而Mg易失电子作负极；Mg电极上发生的电极反应为 Mg-2e-=Mg2+；
（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；
a.Mg作正极，正极上水得电子生成氢气，正极的电极反应为：6H2O+6e-=3H2+6OH- ， Al易失电子作负极，负极上电极反应式为2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O；
（3）燃料电池中，通入空气的电极是正极，通燃料氢气的电极是负极，其电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；（4）燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH- ， 所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%大于b%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以c%＞a%，得到c%＞a%＞b%。
根据镁铝在浓硝酸和氢氧化钠溶液中发生不同的反应进行判断原电池的正负极，然后进行分析电极反应等即可。