Question

12．某化學(xué)興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計并進行了以下一系列實驗，實驗結(jié)果記錄如下：

編號	電極材料	電解質(zhì)溶液	靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向
1	Mg   Al	稀鹽酸	偏向Al
2	Al   Cu	稀鹽酸	偏向Cu
3	Al  石墨	稀鹽酸	偏向石墨
4	Mg   Al	NaOH溶液	偏向Mg
5	Al   Zn	濃硝酸	偏向Al

試根據(jù)上表中的實驗現(xiàn)象回答下列問題：
（1）實驗1、2中Al所作的電極是否相同？否（用“是”或“否”回答）；
（2）寫出實驗3中的電極名稱和電極反應(yīng)式：
鋁為負極極，2Al-6e^-═2Al³⁺；
石墨為正極，6H⁺+6e^-═3H₂↑（；
（3）實驗4中的鋁為負極，寫出電池總反應(yīng)方程式2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑
（4）解釋實驗5中靈敏電流計指針偏向鋁的原因：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作負極，Al作正極，電子由負極流向正極，所以電流計指針偏向鋁
（5）根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)：在原電池中金屬鋁作正極還是作負極受哪些因素的影響？自發(fā)的氧化還原反應(yīng)中金屬鋁是否參與反應(yīng)，金屬鋁參加反應(yīng)，失電子，做負極，反之作正極，與另一種材料的活潑性、電解質(zhì)溶液的酸堿性以及電解質(zhì)溶液的氧化性強弱等因素有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）氧化還原反應(yīng)中失電子的金屬做負極；
（2）原電池中，較活潑的金屬一般做負極，非金屬電極為正極；
（3）金屬鋁和氫氧化鈉可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，失電子的是金屬鋁，為原電池的負極；
（4）原電池中電流的流向是從正極流向負極；
（5）在原電池中，正負極的判斷依據(jù)：失電子的極是負極，得電子的極是正極．

解答 解：（1）實驗1中，氧化還原反應(yīng)發(fā)生在金屬鎂和稀鹽酸之間，失電子的是金屬鎂，為負極金屬，實驗2中，氧化還原反應(yīng)發(fā)生在金屬鋁和稀鹽酸之間，失電子的是金屬鋁，為負極金屬，所以實驗1、2中Al所作的電極不相同，
故答案為：否；
（2）Al、石墨、鹽酸構(gòu)成的原電池中，較活潑的金屬鋁做負極，電極反應(yīng)為：2Al-6e^-═2Al³⁺；石墨電極為正極，電極反應(yīng)為：6H⁺+6e^-═3H₂↑，
故答案為：負極，2Al-6e^-═2Al³⁺；正極，6H⁺+6e^-═3H₂↑；
（3）實驗4中，金屬鋁和氫氧化鈉可以發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，失電子的是金屬鋁，為原電池的負極，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)即為電池的總反應(yīng)，
故答案為：負極；2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑；
（4）實驗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作負極，Al作正極，電子由正極流向負極，所以電流計指針偏向鋁，
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作負極，Al作正極，電子由負極流向正極，所以電流計指針偏向鋁；
（5）在原電池中金屬鋁作正極還是作負極，一定要看自發(fā)的氧化還原反應(yīng)中金屬鋁是否參與反應(yīng)，金屬鋁參加反應(yīng)，失電子，做負極，反之作正極，根據(jù)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)來判斷正負極是最準(zhǔn)確的方法，
故答案為：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)中金屬鋁是否參與反應(yīng)，金屬鋁參加反應(yīng)，失電子，做負極，反之作正極，與另一種材料的活潑性、電解質(zhì)溶液的酸堿性以及電解質(zhì)溶液的氧化性強弱等因素有關(guān)．

點評 本本題考查原電池原理、電極反應(yīng)方程式的書寫，題目難度中等，明確發(fā)生的原電池反應(yīng)及正負極的判斷是解答本題的關(guān)鍵，注意掌握利用氧化還原反應(yīng)中化合價變化判斷原電池的正負極的方法．