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動手做如下兩個原電池的實驗。剪約8 cm長、2 cm寬的純銅片、純鋁片各一片,分別用接線柱平行地固定在一塊塑料板上(間隔2 cm),將銅片和鋁片分別用導線與電流表的“+”,“一”端相連接,電流表指針調到中間位置,取兩個100 mL的小燒杯,向一只燒杯中注入約60 mL的濃HNO3,向另一只燒杯中注入
60 mL 6 mol/L的燒堿溶液,然后繼續下面實驗并回答下列問題:
(1)先將兩電極同時插入燒堿溶液中,電流表指針偏向_______(填“鋁”或“銅”)極,鋁片上電極反應式為 __________________,銅片上的現象為________________________。
(2)再將兩電極同時插入濃硝酸中,電流表指針偏向____(填“鋁”或“銅”)極,此時銅是___(填 “正”或“負”)極,鋁片上的電極反應式為_________________________。
(3)(2)中的實驗進行幾分后,你會發現電流表指針的偏轉方向改變了,請解釋其中的原因,并由此推斷在兩極上可能出現的現象,寫出此時相應的電極反應式,并用實驗驗證。
___________________________________
(1)鋁;Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;銅片上有氣泡
(2)銅;負;NO3-+2H++e-=NO2↑+H2O
(3)隨著反應的進行,濃HNO3變稀,在稀HNO3中鋁比銅活潑,則發生了正負極的交換,故電流表指針由原來指向銅變為指向鋁,此時可看到鋁片逐漸溶解,而銅片上有氣泡。電極反應式負極:
Al-3e-=Al3+,正極:NO3-+ 4H++3e-=NO↑+2H2O
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