【題目】實驗小組探究鋁片做電極材料時的原電池反應(yīng),設(shè)計下表中裝置進行實驗并記錄。

【實驗1

裝置

實驗現(xiàn)象

左側(cè)裝置電流計指針向右偏轉(zhuǎn),燈泡亮

右側(cè)裝置電流計指針向右偏轉(zhuǎn),鎂條、鋁條表面產(chǎn)生無色氣泡

1實驗1中,電解質(zhì)溶液為鹽酸,鎂條做原電池的________極。

【實驗2

將實驗1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進行實驗2

2該小組同學認為,此時原電池的總反應(yīng)為2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2,據(jù)此推測應(yīng)該出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象為________

實驗2實際獲得的現(xiàn)象如下:

裝置

實驗現(xiàn)象

i.電流計指針迅速向右偏轉(zhuǎn),鎂條表面無氣泡,鋁條表面有氣泡

ⅱ.電流計指針逐漸向零刻度恢復(fù),經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)鎂條表面開始時無明顯現(xiàn)象,一段時間后有少量氣泡逸出鋁條表面持續(xù)有氣泡逸出

3i中鋁條表面放電的物質(zhì)是溶解在溶液中的O2,則該電極反應(yīng)式為________。

4ii中“電流計指針逐漸向零刻度恢復(fù)”的原因是________。

【實驗3和實驗4

為了排除Mg條的干擾,同學們重新設(shè)計裝置并進行實驗3和實驗4,獲得的實驗現(xiàn)象如下

編號

裝置

實驗現(xiàn)象

實驗3

電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現(xiàn)象10分鐘后,銅片表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少。

實驗4

煮沸冷卻后的溶液

電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現(xiàn)象3分鐘后,銅片表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少。

5根據(jù)實驗3和實驗4可獲得的正確推論是________ (填字母序號)。

A. 上述兩裝置中,開始時銅片表面得電子的物質(zhì)是O2

B. 銅片表面開始產(chǎn)生氣泡的時間長短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)

C. 銅片表面產(chǎn)生的氣泡為H2

D. 由“鋁條表面氣泡略有減少”能推測H+在銅片表面得電子

6由實驗1~實驗4可推知,鋁片做電極材料時的原電池反應(yīng)與________等因素有關(guān)。

【答案】 指針向左偏轉(zhuǎn),鎂條表面產(chǎn)生無色氣泡 O2 + 2H2O + 4e- 4OH- Mg放電后生成Mg(OH)2附著在鎂條表面,使Mg的放電反應(yīng)難以發(fā)生,導(dǎo)致指針歸零;或:隨著反應(yīng)的進行,鋁條周圍溶液中溶解的O2逐漸減少,使O2放電的反應(yīng)難以發(fā)生,導(dǎo)致指針歸零 ABC 另一個電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的O2

【解析】(1). Mg的活潑性大于Al,當電解質(zhì)溶液為鹽酸時,Mg為原電池的負極,故答案為:負;

(2). 原電池的總反應(yīng)為2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,由反應(yīng)方程式可知,Al為原電池的負極,Mg為原電池的正極,鎂條表面產(chǎn)生無色氣泡,再結(jié)合實驗1的現(xiàn)象可知,電流計指針由負極指向正極,則實驗2中的電流計指針向左偏轉(zhuǎn),故答案為:指針向左偏轉(zhuǎn),鎂條表面產(chǎn)生無色氣泡;

(3). i中鋁條表面放電的物質(zhì)是溶解在溶液中的O2,在堿性溶液中,氧氣發(fā)生的電極反應(yīng)式為:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,故答案為:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-

(4). Mg放電后生成的Mg(OH)2附著在鎂條表面,使Mg的放電反應(yīng)難以發(fā)生,導(dǎo)致指針歸零,同時隨著反應(yīng)的進行,鋁條周圍溶液中溶解的O2逐漸減少,使O2的放電反應(yīng)也難以發(fā)生,導(dǎo)致指針歸零,故答案為:Mg放電后生成Mg(OH)2附著在鎂條表面,使Mg的放電反應(yīng)難以發(fā)生,導(dǎo)致指針歸零,或隨著反應(yīng)的進行,鋁條周圍溶液中溶解的O2逐漸減少,使O2放電的反應(yīng)難以發(fā)生,導(dǎo)致指針歸零;

(5). 根據(jù)實驗3和實驗4的實驗現(xiàn)象可知,電流計指針向左偏轉(zhuǎn),說明銅為正極,A. 上述兩裝置中,開始時溶液中溶解的O2在銅片表面得電子,導(dǎo)致開始時銅片沒有明顯現(xiàn)象,A正確;B. 因開始時溶液中溶解的O2在銅片表面得電子,所以銅片表面開始產(chǎn)生氣泡的時間長短與溶液中溶解氧的多少有關(guān),故B正確;C. 當溶液中溶解的氧氣反應(yīng)完后,氫離子在銅片表面得到電子,產(chǎn)生的氣泡為H2,故C正確;D. 因鋁條表面始終有氣泡產(chǎn)生,則氣泡略有減少不能推測H+在銅片表面得電子,故D錯誤;答案選ABC

(6). 由實驗1~實驗4可推知,鋁片做電極材料時的原電池反應(yīng)與另一個電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解O2的多少等因素有關(guān),故答案為:另一個電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的O2。

練習冊系列答案
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B. ②③

C. ①④

D. ②④

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