Question

铝是地壳中含量最高的金属元素，萁单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛．
（1）金属铝的生产是以A1₂O₃为原料，在熔融状态下进行电解，化学方程式为：2A1₂O₃ 4Al+3O₂↑．电极均由石墨材料做成，电解时不断消耗的电极是______（填“阴极’或“阳极”），原因是______ CO₂

Answer 1

【答案】分析：（1）电极均由石墨材料做成，电极过程中阳极生成氧气会和碳反应生成二氧化碳；
（2）以处理过的铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，电解过程中铝做阳极失去电子生成氧化铝，依据原子守恒和电子守恒写出电极反应；
（3）在金属铝表面形成一层抗腐蚀、抗磨损能力的铜镀膜，用铜做阳极，铝做阴极，用含铜离子的电解质溶液做电解质溶液，依据电极反应计算电子转移数；
（4）Al-Ag₂O电池可用作水下动力电源，化学反应为2A1+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，反应是原电池反应，依据元素化合价变化判断，化合价升高失电子的做负极发生氧化反应，化合价降低得到电子的做电池正极发生还原反应．
解答：解：（1）电极均由石墨材料做成，电极过程中阳极生成氧气会和碳反应生成二氧化碳；阳极不断减少，故答案为：阳极；C+O₂CO₂；
（2）以处理过的铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，电解过程中铝做阳极失去电子生成氧化铝，依据原子守恒和电子守恒写出电极反应为：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，故答案为：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；
（3）在金属铝表面形成一层抗腐蚀、抗磨损能力的铜镀膜，用铜做阳极，铝做阴极，用含铜离子的电解质溶液做电解质溶液，当有64g铜析出时，发生电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，转移电子物质的量为2mol，计算电子转移数为1.204×10²⁴，故答案为：铜；1.204×10²⁴ ；
（4）Al-Ag₂O电池可用作水下动力电源，化学反应为2A1+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，反应是原电池反应，依据元素化合价变化判断，铝元素化合价升高失电子的做负极发生氧化反应，电极反应为：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-；银元素化合价降低得到电子的做电池正极发生还原反应；电极反应为：Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-；正极附近生成了氢氧根离子，附近的pH变大，故答案为：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-；变大．
点评：本题考查了电解原理的应用，原电池原理的分析判断，主要是电解原理的分析判断，电极反应书写，原电池的电极反应书写，反应过程中的离子浓度变化，题目难度中等．