Question

14．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：

編號(hào)	電極材料	電解質(zhì)溶液	電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向
1	Mg、Al	稀鹽酸	偏向Al
2	Al、Cu	稀鹽酸	偏向Cu
3	Al、C（石墨）	稀鹽酸	偏向石墨
4	Mg、Al	氫氧化鈉溶液	偏向Mg
5	Al、Zn	濃硝酸	偏向Al

試根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)1和2中Al所作的電極（正極或負(fù)極）不相同（填“相同”或“不相同”）．
（2）實(shí)驗(yàn)3中負(fù)極反應(yīng)式：Al-3e^-=Al³⁺；總反應(yīng)的離子方程式：2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑．
（3）實(shí)驗(yàn)4中鋁作負(fù)極，電極反應(yīng)式：Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（4）解釋實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向鋁的原因Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極，電流由正極流向負(fù)極，所以電流計(jì)指針偏向鋁．

Answer 1

分析 （1）金屬與酸構(gòu)成的原電池中，活潑金屬作負(fù)極；
（2）實(shí)驗(yàn)3中Al為負(fù)極，石墨為正極，電池反應(yīng)為2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）實(shí)驗(yàn)4中發(fā)生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，Al失去電子，則Al為負(fù)極；
（4）實(shí)驗(yàn)5中Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極，所以電流計(jì)指針偏向鋁．

解答 解：（1）金屬與酸構(gòu)成的原電池中，活潑金屬作負(fù)極，則實(shí)驗(yàn)1中Mg的活潑性大于Al，所以Al作正極，而實(shí)驗(yàn)2中Al的活潑性大于Cu，所以Al作負(fù)極，故答案為：不相同；
（2）實(shí)驗(yàn)3中Al為負(fù)極，電極反應(yīng)為2Al-6e^-═2Al³⁺，石墨為正極，其電極反應(yīng)為6H⁺+6e^-═3H₂↑，電池總離子反應(yīng)為2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑，
故答案為：2Al-6e^-═2Al³⁺；2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑；
（3）實(shí)驗(yàn)4中Mg不與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，而發(fā)生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，Al失去電子，則Al為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：負(fù)；Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）實(shí)驗(yàn)5中Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極，電流由正極流向負(fù)極，所以電流計(jì)指針偏向鋁，
故答案為：Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，發(fā)生Zn與濃硝酸的氧化還原反應(yīng)，Zn作負(fù)極，Al作正極，電流由正極流向負(fù)極，所以電流計(jì)指針偏向鋁．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究原電池原理及設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的原電池反應(yīng)及正負(fù)極的判斷是解答本題的關(guān)鍵，題目難度不大，注意利用氧化還原反應(yīng)中電子的得失來(lái)分析正負(fù)極．