题目内容

10．如图1所示，组成一种原电池．试回答下列问题（灯泡功率合适）：

（1）电解质溶液为稀H2SO4时，灯泡亮（填“亮”或“不亮”）．若灯泡亮，则Mg为原电池的负极；若灯泡不亮，其理由为硫酸太稀，没有足够的阴、阳离子．
（2）电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡亮（填“亮”或“不亮”）．若灯泡亮，则Al做原电池的负极．若灯泡不亮，其理由为电解质中没有足够的阴、阳离子．
（3）铝的阳极氧化，是一种常用的金属表面处理技术，它能使铝的表面生成一层致密的氧化膜，该氧化膜不溶于稀硫酸．某化学研究小组在实验室中按下列步骤模拟该生产过程．
按图2取两片质量相当的铝片组装好仪器，接通开关K，通电约25min．在阳极生成氧化铝，阴极产生气体．写出该过程中的阳极反应式：阳极：2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+．
如果此时取出两极，用蒸馏水洗净，晾干后称重发现两个电极质量差为0.8克，计算阴极产物在标准状态下的体积并写出计算过程．

分析 （1）如果电解质为稀硫酸，该装置符合原电池构成条件，所以能构成原电池，所以灯泡变亮，Mg易失电子作负极、Al作正极；
（2）如果电解质为NaOH溶液，Al易失电子作负极、Mg作正极，能构成原电池，所以灯泡亮；
（3）阳极上铝失电子和水反应生成氧化铝；阴极上氢离子放电生成氢气，
两个电极质量差为阳极上增加O元素的质量，根据转移电子相等计算阴极生成氢气体积．

解答 解：（1）如果电解质溶液是稀硫酸，Mg易失电子作负极、Al作正极，该装置构成原电池，所以灯泡亮；如果灯泡不亮，应该是硫酸太稀，没有足够的阴、阳离子，
故答案为：亮；负；硫酸太稀，没有足够的阴、阳离子；
（2）如果电解质为NaOH溶液，Al易失电子作负极、Mg作正极，能构成原电池，所以灯泡亮，如果灯泡不亮，则电解质中没有足够的阴、阳离子，故答案为：亮；负；电解质中没有足够的阴、阳离子；
（3）阳极上铝失电子和水反应生成氧化铝，电极反应式为2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+；阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，
两个电极质量差为阳极上增加O元素的质量，n（O）=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05mol，根据知2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+，转移电子的物质的量=$\frac{0.05mol}{3}×6$=0.1mol，根据2H++2e-=H2↑知，生成氢气体积=$\frac{0.1mol}{2}×22.4L/mol$=1.12L，
答：阳极反应式为2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+；标准状况下体积为1.12升．

点评 本题考查原电池和电解池原理，为高频考点，明确原电池构成条件及各个电极上发生的反应是解本题关键，注意（2）不能根据金属的活泼性强弱判断正负极，（3）题要根据转移电子守恒进行计算，题目难道不大．

练习册系列答案
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20．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
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