Question

5．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生．0-t₁时，原电池的负极是Al片，此时，负极的电极反应式是2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，溶液中的H⁺向正极移动，t₁时，原电池的正极的电极反应式是2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，铜做负极反应，电流方向相反．

Answer 1

分析 0-t₁时，Al在浓硝酸中发生钝化过程，Al为负极，氧化得到氧化铝，应有水参加，根据电荷守恒可知，有氢离子生成，Cu为正极，硝酸根放电生成二氧化氮，应由氢离子参与反应，同时有水生成，随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t₁时，铜做负极反应，Al为正极．

解答 解：0-t₁时，Al在浓硝酸中发生钝化过程，Al为负极，氧化得到氧化铝，应有水参加，根据电荷守恒可知，有氢离子生成，负极电极反应式为：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，Cu为正极，硝酸根放电生成二氧化氮，应由氢离子参与反应，同时有水生成，正极电极反应式为：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，溶液中的H⁺向正极移动；
随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t₁时，铜做负极反应，Al为正极，电流方向相反，正极电极反应式为：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，
故答案为：Al；2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；正；2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，铜做负极反应，电流方向相反．

点评 本题考查电解原理，关键是根据电流方向改变理解原电池中正负极转换，理解Al在浓硝酸中发生钝化，属于易错题目，侧重考查学生分析能力，难度较大．