Question

实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：如下图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“-”、“+”端相连接，迅速将两电极插入盛有1mol/L NaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约500μA，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400μA，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题：

(1)开始阶段，原电池的正极是____（填“Mg”或“Al”）片；铝片表面产生的气泡是____；负极发生的反应是____。
(2)随后阶段，铝片发生的电极反应式____； 镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：
2H₂O+2e^-==H₂↑+2OH^-（极少），试判断此电极发生的主要反应是____；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是________。
(3)铝表面的氧化膜用砂纸不易除去，而此实验中无需刻意除去，原因是 ____（用化学方程式表示）。 (4)若此实验中的电解质溶液改为稀硫酸，则电池的负极为____（填“Mg”或“Al”）片，其电极反应式为___ 。

Answer 1

(1)Al ；H₂ ；Mg+2OH^--2e^-==Mg(OH)₂
(2) Al+4OH^-- 3e^-==AlO₂^-+2H₂O  ；O₂+2H₂O+4e^-==4OH^-； 铝片中含有杂质构成原电池
(3)Al₂O₃+2NaOH ==2NaAlO₂+H₂O
(4)Mg ；Mg-2e^-==Mg²⁺