Question

4．某化學興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設計并進行了以下一系列實驗，實驗結果記錄如下：

編號	電極材料	電解質溶液	電流計指針偏轉方向
①	Mg　Al	稀鹽酸	偏向Al
②	Al　Cu	稀鹽酸	偏向Cu
③	Al　石墨	稀鹽酸	偏向石墨
④	Mg　Al	NaOH溶液	偏向Mg
⑤	Al　 Cu	濃硝酸	偏向Al

根據上表中的實驗現象完成下列問題：
（1）實驗①、②的Al所作的電極分別是d（填序號）
a．負極，負極　      　     b．正極，正極
c．負極，正極               d．正極，負極
（2）寫出實驗③中的電極反應式：鋁電極：2Al-6e^-═2Al³⁺，石墨電極：6H⁺+6e^-═3H₂↑．
（3）對比實驗①和②，以及①和④中的電流計指針偏轉方向，總結在原電池中電極作正極還是負極受哪些因素影響兩個電極的相對活潑性；電解質溶液的酸堿性
（4）解釋實驗⑤中，電流計指針偏向鋁的原因Al鈍化作正極，銅易失電子作負極，所以電流計指針偏向鋁．

Answer 1

分析 （1）金屬與酸構成的原電池中，活潑金屬作負極，據此對實驗①、②進行判斷；
（2）實驗③中Al為負極，石墨為正極，電池反應為2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）根據實驗①、②2可知，原電池的正負極取決于金屬的活潑性強弱；根據實驗④可知，原電池的正負極與電解質溶液的酸堿性有關；
（4）實驗5中Al遇濃硝酸發生鈍化，發生Cu與濃硝酸的氧化還原反應，Cu作負極，Al作正極，所以電流計指針偏向鋁．

解答 解：（1）金屬與酸構成的原電池中，活潑金屬作負極，則實驗①中Mg的活潑性大于Al，所以Al作正極，而實驗②中Al的活潑性大于Cu，所以Al作負極，所以實驗①、②的Al所作的電極分別是：正極、負極，故d正確，
故答案為：d；
（2）實驗③中Al為負極，電極反應為：2Al-6e^-═2Al³⁺，
石墨為正極，其電極反應為：6H⁺+6e^-═3H₂↑，
電池總反應為：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，
故答案為：2Al-6e^-═2Al³⁺； 6H⁺+6e^-═3H₂↑；
（3）根據表中實驗結果可知，在原電池中電極作正極還是負極，與兩個電極的相等活潑性有關，也與電解質溶液的酸堿性有關，
故答案為：兩個電極的相對活潑性；電解質溶液的酸堿性；
（4）實驗⑤中Al遇濃硝酸發生鈍化，發生Cu與濃硝酸的氧化還原反應，Cu作負極，Al作正極，電流由正極流向負極，所以電流計指針偏向鋁，
故答案為：常溫下在濃硝酸中，Al鈍化作正極，銅易失電子作負極，所以電流計指針偏向鋁．

點評 本題考查原電池原理、電極反應方程式的書寫，題目難度中等，明確發生的原電池反應及正負極的判斷是解答本題的關鍵，注意掌握利用氧化還原反應中化合價變化判斷原電池的正負極的方法．