Question

【题目】某高二化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，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

根据表中的实验现象回答下列问题：

（1）实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同____(填“是”或“否”)。

（2）根据实验3完成下列填空：

①铝为____极，电极反应式：______。

②石墨为_____极，电极反应式：_____。

③电池总反应方程式：_____。

（3）实验4中铝作负极还是正极____，理由是___。写出铝电极的电极反应式____。

（4）解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：_____。

（5）根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：_____。

Answer 1

【答案】否 负 Al－3e－=Al3＋ 正 2H＋＋2e－=H2↑ 2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑ 负极 Mg不与NaOH溶液发生反应，而Al与NaOH溶液反应 Al－3e－＋4OH－=AlO2-＋2H2O Al遇浓硝酸发生钝化，Zn能与浓硝酸的氧化还原反应 自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应做负极，反之作正极

【解析】

一般情况下，较活泼的金属作原电池的负极，根据实验1、2的实验现象可知实验中Al作正极，实验2中Al作负极；实验4中电解质溶液为NaOH溶液，能与氢氧化钠溶液反应的Al作负极，不能与氢氧化钠溶液反应的Mg做正极；实验5中电解质溶液为浓硝酸，由于Al在浓硝酸中发生钝化作正极，与浓硝酸反应的Zn作负极。

（1）金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极，实验1中Mg的活泼性大于Al，所以Al作正极，实验2中Al的活泼性大于Cu，Al作负极，则实验1、2中Al所作的电极不相同，故答案为：否；

（2）实验3中能与盐酸反应的Al为负极，不与盐酸反应的石墨为正极。

①能与盐酸反应的Al为负极，Al失去电子发生氧化反应生成铝离子，电极反应式为Al-3e-═Al3+，故答案为：Al-3e-═Al3+；

②不与盐酸反应的石墨为正极，溶液中氢离子在正极得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为H++2e-═H2↑，故答案为：H++2e-═H2↑；

③由正负极电极反应式可知，电池的反应原理为铝与盐酸发生置换反应生成氯化铝和氢气，则总反应方程式为2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑，故答案为：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；

（3）实验4中Mg不与NaOH溶液发生反应，而铝能与氢氧化钠溶液反应，则能与氢氧化钠溶液反应的Al作负极，电极反应式为：Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O，故答案为：负；Mg不与NaOH溶液发生反应，而Al与NaOH溶液反应；Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O；

（4）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，Zn能与浓硝酸的氧化还原反应，则Al在浓硝酸中发生钝化作正极，与浓硝酸反应的Zn作负极，故答案为：Al遇浓硝酸发生钝化，Zn能与浓硝酸的氧化还原反应；

（5）在原电池中金属铝作正极还是作负极，一定要看自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝若参加反应，失电子发生氧化反应作负极，若不能参与反应，金属铝作正极，参与反应的金属作负极，故答案为：自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应作负极，反之作正极。