Question

【題目】如圖所示裝置可構(gòu)成原電池。試回答下列問題：

（1）電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)，燈泡 (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a題，填“不亮”做b題)。
a.若燈泡亮，則Mg電極上發(fā)生的反應(yīng)為： ；
b.若燈泡不亮，其理由為：
（2）電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，燈泡 (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a題，填“不亮”做b題)。
a.若燈泡亮，則Mg電極反應(yīng)式為： ；Al電極反應(yīng)式為： 。
b.若燈泡不亮，其理由為： 。
（3）(Ⅰ)有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關(guān)流程如圖所示(電極未標(biāo)出)：

回答下列有關(guān)問題：
原電池的負(fù)極反應(yīng)式為。
（4）a、b、c的大小關(guān)系為：。

Answer 1

【答案】
（1）亮；Mg-2e-=Mg2+；a Al與濃硝酸發(fā)生鈍化
（2）亮；6H2O+6e-=3H2+6OH-；2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O；電解質(zhì)溶液不合適（答案不唯一）
（3）H2-2e-+2OH-=2H2O
（4）c%＞a%＞b%
【解析】（1）Mg、Al和濃硝酸構(gòu)成原電池，有電流通過，所以燈泡會(huì)亮
a Al與濃硝酸發(fā)生鈍化，為正極，而Mg易失電子作負(fù)極；Mg電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為 Mg-2e-=Mg2+；
（2）該裝置中，鋁能和氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，該裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以Mg、Al和NaOH溶液構(gòu)成原電池，則燈泡亮；
a.Mg作正極，正極上水得電子生成氫氣，正極的電極反應(yīng)為：6H2O+6e-=3H2+6OH- ， Al易失電子作負(fù)極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O；
（3）燃料電池中，通入空氣的電極是正極，通燃料氫氣的電極是負(fù)極，其電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O；（4）燃料電池中的離子膜只允許陽離子通過，而燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH- ， 所以反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度升高，即a%大于b%，負(fù)極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，所以c%＞a%，得到c%＞a%＞b%。
根據(jù)鎂鋁在濃硝酸和氫氧化鈉溶液中發(fā)生不同的反應(yīng)進(jìn)行判斷原電池的正負(fù)極，然后進(jìn)行分析電極反應(yīng)等即可。