Question

【題目】金屬鋁在現(xiàn)代生產(chǎn)和日常生活中應用廣泛。工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法來制取金屬鋁，純凈氧化鋁的熔點很高(約2045℃),在實際生產(chǎn)中，通過加入助熔劑冰晶石(Na3AlF6)在1000℃左右就可以得到熔融體。反應方程式為2Al2O34Al+3O2↑。

（1）在電解時陰極的電極反應式_________________，陽極的電極反應式_____________________。

（2）對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命，以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，可使鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為________________________。在電解過程中，陰極附近溶液的pH________(填“增大，減小或不變”)

（3）“863”計劃和中科院“百人計劃”支持的環(huán)境友好型鋁碘電池已研制成功，電解質為AlI3溶液,已知電池總反應為2Al+3I2=2AlI3，該電池負極的電極反應為：_____________________________，當負極質量減少27g時，在導線有________個電子通過。

Answer 1

【答案】 4Al3++12e-=4Al 6O2--12e-=3O2↑ 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+ 增大 Al-3e-=Al3+ 1.806×1024

【解析】（1）電解時陽極發(fā)生氧化反應、陰極發(fā)生還原反應，由已知及電解總反應可得，陰極上Al3+得電子生成Al，故電極反應式為：Al3++3e-=Al；陽極上O2-失電子生成O2，故電極反應式為：6O2--12e-=3O2↑。

（2）鋁為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，表面形成氧化膜(Al2O3)，必須有水參加，所以電極反應式為：2Al+3H2O-6e-＝Al2O3+6H+；氫離子在陰極得電子發(fā)生還原反應生成氫氣，所以電解過程中，陰極附近氫離子濃度降低，酸性減弱，溶液的pH增大。

（3）由電池總反應可得，Al元素的化合價由0→+3，即Al失電子發(fā)生氧化反應生成Al3+，則電池負極的電極反應為：Al-3e-=Al3+；負極質量減少27g(即1mol)時，在導線中通過的電子為：3×6.02×1023個，即1.806×1024個。