Question

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的最高法庭．以鎂條、鋁片為電極，以NaOH稀溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，人們普遍認(rèn)為鋁是負(fù)極． 某研究性學(xué)習(xí)小組為探究該原電池究竟誰(shuí)是負(fù)極，發(fā)生怎樣的電極反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
如圖，剪取約8cm的鎂條及大小相近的鋁片，用砂紙去膜，使鎂條與鋁片分別與量程為500μA的教學(xué)演示電表的“-”、“+”端相連接，迅速將兩電極插入盛有1mol/L NaOH溶液的燒杯中．開始，電表指針向右偏移約500μA，鋁片表面有許多氣泡，很快電流逐漸減小至0；隨后，指針向左偏移，且電流逐漸增大至約400μA，此時(shí)，鋁片表面氣泡有所減少，但鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答下列問(wèn)題：
（1）開始階段，原電池的正極是

 

（填“Mg”或“Al”）片；鋁片表面產(chǎn)生的氣泡是

 

；負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是

 

．
（2）隨后階段，鋁片發(fā)生的電極反應(yīng)式

 

； 鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生，其原因是：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-（極少），試判斷此電極發(fā)生的主要反應(yīng)是

 

；鋁片表面氣泡有所減少，但未消失，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是

 

．
（3）鋁表面的氧化膜用砂紙不易除去，而此實(shí)驗(yàn)中無(wú)需刻意除去，原因是

 

（用化學(xué)方程式表示）．
（4）若此實(shí)驗(yàn)中的電解質(zhì)溶液改為稀硫酸，則電池的負(fù)極為

 

（填“Mg”或“Al”）片，其電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）開始階段，原電池的正極是Al片；鋁片表面產(chǎn)生的氣泡是H₂，負(fù)極是鎂；
（2）隨后階段，負(fù)極是鋁，正極是鎂，電極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）三氧化二鋁能與氫氧化鈉反應(yīng)；
（4）電解質(zhì)溶液改為稀硫酸后，和鎂鋁構(gòu)成原電池．

解答： 解：（1）開始階段，原電池的正極是Al片；鋁片表面產(chǎn)生的氣泡是H₂，負(fù)極是鎂，電極反應(yīng)式：Mg+2OH^--2e^-=Mg（OH）₂，
故答案為：Al；H₂；Mg+2OH^--2e^-=Mg（OH）₂ ；
（2）隨后階段，負(fù)極是鋁，電極反應(yīng)式：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，正極是鎂，電極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；鋁片中含有雜質(zhì)構(gòu)成原電池，放出氣體，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-； 鋁片中含有雜質(zhì)構(gòu)成原電池；
（3）三氧化二鋁能與氫氧化鈉反應(yīng)：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（4）電解質(zhì)溶液改為稀硫酸后，和鎂鋁構(gòu)成原電池，鎂做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg-2e^-=Mg²⁺，故答案為：Mg；Mg-2e^-=Mg²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理，難度不大，正確判斷原電池正負(fù)極是解本題關(guān)鍵，注意：不能根據(jù)金屬的活潑性強(qiáng)弱判斷正負(fù)極，要根據(jù)具體的反應(yīng)來(lái)判斷，為易錯(cuò)點(diǎn)．