Question

8．有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均使用鎂片和鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol/LH₂SO₄溶液中，乙同學(xué)將電極放入6mol/LNaOH溶液中，如圖：

（1）寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式：Mg-2e^-=Mg²⁺，負(fù)極的電極反應(yīng)式：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，乙池中總反應(yīng)的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑．
（3）如果甲和乙同學(xué)均認(rèn)為，“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出Mg活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出Al活動(dòng)性更強(qiáng)．
（4）由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些正確結(jié)論：AD
A、利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)
B、鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)
C、該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序已過(guò)時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值
D、該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問題具體分析．
（5）丙同學(xué)依據(jù)甲、乙同學(xué)的思路，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連．一組插入濃硝酸中，一組插入稀NaOH溶液中，分別形成了原電池．
①在這兩個(gè)原電池中，負(fù)極分別為B．
A．鋁片、銅片  B．銅片、鋁片   C．鋁片、鋁片  D．銅片、銅片
②寫出插入濃硝酸中形成原電池的總反應(yīng)化學(xué)方程式Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲中鎂易失電子作負(fù)極、Al作正極，負(fù)極上鎂發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氫離子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）乙池中鋁易失電子作負(fù)極、鎂作正極，負(fù)極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）根據(jù)作負(fù)極的金屬活潑性強(qiáng)結(jié)合電池中的負(fù)極判斷；
（4）A．原電池正負(fù)極與電解質(zhì)溶液有關(guān)；
B．鎂的金屬性大于鋁；
C．該實(shí)驗(yàn)證明說(shuō)明電解質(zhì)溶液性質(zhì)選用選擇合適的介質(zhì)，不能說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序過(guò)時(shí)；
D．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問題具體分析；
（5）①原電池中失電子的一極為負(fù)極，據(jù)此進(jìn)行判斷；
②插入濃硝酸中形成原電池反應(yīng)為：銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮?dú)怏w和水．

解答 解：（1）甲中鎂易失電子作負(fù)極、Al作正極，負(fù)極上鎂發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氫離子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為Mg-2e^-=Mg²⁺，正極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Mg-2e^-=Mg²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）乙池中鋁易失電子作負(fù)極，負(fù)極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，鎂作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，總反應(yīng)為2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑；
（3）甲中鎂作負(fù)極、乙中鋁作負(fù)極，根據(jù)作負(fù)極的金屬活潑性強(qiáng)判斷，甲中鎂活動(dòng)性強(qiáng)、乙中鋁活動(dòng)性強(qiáng)，
故答案為：Mg；Al；
（4）A．根據(jù)甲、乙中電極反應(yīng)式知，原電池正負(fù)極與電解質(zhì)溶液有關(guān)，故A正確；
B．鎂的金屬性大于鋁，但失電子難易程度與電解質(zhì)溶液有關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電解質(zhì)溶液性質(zhì)影響電極的正負(fù)極，不能說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序沒有使用價(jià)值，故C錯(cuò)誤；
D．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜，反應(yīng)與條件有關(guān)，電極材料相同其反應(yīng)條件不同導(dǎo)致其產(chǎn)物不同，所以應(yīng)具體問題具體分析，故D正確；
故答案為：AD；
（5）①鋁片和銅片插入濃HNO₃溶液中，金屬鋁會(huì)鈍化，金屬銅和濃硝酸之間會(huì)發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，此時(shí)金屬銅時(shí)負(fù)極，金屬鋁是正極；
插入稀NaOH溶液中，金屬銅和它不反應(yīng)，金屬鋁能和氫氧化鈉發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，此時(shí)金屬鋁是負(fù)極，金屬銅是正極；
故答案為：B；
②插入濃硝酸中形成原電池中，總反應(yīng)為銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，即：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究原電池原理，題目難度中等，明確原電池中各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意不能根據(jù)金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱判斷正負(fù)極，要根據(jù)失電子難易程度確定負(fù)極，為易錯(cuò)點(diǎn)．