Question

14．某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

编号	电极材料	电解质溶液	电流计指针偏转方向
1	Mg、Al	稀盐酸	偏向Al
2	Al、Cu	稀盐酸	偏向Cu
3	Al、C（石墨）	稀盐酸	偏向石墨
4	Mg、Al	氢氧化钠溶液	偏向Mg
5	Al、Zn	浓硝酸	偏向Al

试根据表中的实验现象回答下列问题：
（1）实验1和2中Al所作的电极（正极或负极）不相同（填“相同”或“不相同”）．
（2）实验3中负极反应式：Al-3e^-=Al³⁺；总反应的离子方程式：2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑．
（3）实验4中铝作负极，电极反应式：Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（4）解释实验5中电流计指针偏向铝的原因Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝．

Answer 1

分析 （1）金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极；
（2）实验3中Al为负极，石墨为正极，电池反应为2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）实验4中发生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，Al失去电子，则Al为负极；
（4）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，所以电流计指针偏向铝．

解答 解：（1）金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极，则实验1中Mg的活泼性大于Al，所以Al作正极，而实验2中Al的活泼性大于Cu，所以Al作负极，故答案为：不相同；
（2）实验3中Al为负极，电极反应为2Al-6e^-═2Al³⁺，石墨为正极，其电极反应为6H⁺+6e^-═3H₂↑，电池总离子反应为2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑，
故答案为：2Al-6e^-═2Al³⁺；2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑；
（3）实验4中Mg不与NaOH溶液发生反应，而发生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，Al失去电子，则Al为负极，负极反应为Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：负；Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝，
故答案为：Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝．

点评 本题考查探究原电池原理及设计，为高频考点，把握发生的原电池反应及正负极的判断是解答本题的关键，题目难度不大，注意利用氧化还原反应中电子的得失来分析正负极．