Question

5．常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO₃中組成原電池（圖1），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生．0-t₁時(shí)，原電池的負(fù)極是Al片，此時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式是2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，溶液中的H⁺向正極移動(dòng)，t₁時(shí)，原電池的正極的電極反應(yīng)式是2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，銅做負(fù)極反應(yīng)，電流方向相反．

Answer 1

分析 0-t₁時(shí)，Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化過(guò)程，Al為負(fù)極，氧化得到氧化鋁，應(yīng)有水參加，根據(jù)電荷守恒可知，有氫離子生成，Cu為正極，硝酸根放電生成二氧化氮，應(yīng)由氫離子參與反應(yīng)，同時(shí)有水生成，隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，t₁時(shí)，銅做負(fù)極反應(yīng)，Al為正極．

解答 解：0-t₁時(shí)，Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化過(guò)程，Al為負(fù)極，氧化得到氧化鋁，應(yīng)有水參加，根據(jù)電荷守恒可知，有氫離子生成，負(fù)極電極反應(yīng)式為：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，Cu為正極，硝酸根放電生成二氧化氮，應(yīng)由氫離子參與反應(yīng)，同時(shí)有水生成，正極電極反應(yīng)式為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，溶液中的H⁺向正極移動(dòng)；
隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，t₁時(shí)，銅做負(fù)極反應(yīng)，Al為正極，電流方向相反，正極電極反應(yīng)式為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，
故答案為：Al；2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；正；2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，銅做負(fù)極反應(yīng)，電流方向相反．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，關(guān)鍵是根據(jù)電流方向改變理解原電池中正負(fù)極轉(zhuǎn)換，理解Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，屬于易錯(cuò)題目，側(cè)重考查學(xué)生分析能力，難度較大．