Question

8．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol/LH₂SO₄溶液中，乙同学将电极放入6mol/LNaOH溶液中，如图：

（1）写出甲池中正极的电极反应式：Mg-2e^-=Mg²⁺，负极的电极反应式：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）写出乙池中负极的电极反应式：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，乙池中总反应的离子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑．
（3）如果甲和乙同学均认为，“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出Mg活动性更强，而乙会判断出Al活动性更强．
（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论：AD
A、利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B、镁的金属性不一定比铝的金属性强
C、该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
D、该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析．
（5）丙同学依据甲、乙同学的思路，设计如下实验：将铝片和铜片用导线相连．一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池．
①在这两个原电池中，负极分别为B．
A．铝片、铜片  B．铜片、铝片   C．铝片、铝片  D．铜片、铜片
②写出插入浓硝酸中形成原电池的总反应化学方程式Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲中镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应；
（2）乙池中铝易失电子作负极、镁作正极，负极上铝失电子发生氧化反应；
（3）根据作负极的金属活泼性强结合电池中的负极判断；
（4）A．原电池正负极与电解质溶液有关；
B．镁的金属性大于铝；
C．该实验证明说明电解质溶液性质选用选择合适的介质，不能说明金属活动性顺序过时；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析；
（5）①原电池中失电子的一极为负极，据此进行判断；
②插入浓硝酸中形成原电池反应为：铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮气体和水．

解答 解：（1）甲中镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，负极反应为Mg-2e^-=Mg²⁺，正极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：Mg-2e^-=Mg²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）乙池中铝易失电子作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，镁作正极，正极发生还原反应，总反应为2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑；
（3）甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强，
故答案为：Mg；Al；
（4）A．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故A正确；
B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故B错误；
C．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，故C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故D正确；
故答案为：AD；
（5）①铝片和铜片插入浓HNO₃溶液中，金属铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间会发生自发的氧化还原反应，此时金属铜时负极，金属铝是正极；
插入稀NaOH溶液中，金属铜和它不反应，金属铝能和氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，此时金属铝是负极，金属铜是正极；
故答案为：B；
②插入浓硝酸中形成原电池中，总反应为铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，即：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

点评 本题考查了探究原电池原理，题目难度中等，明确原电池中各个电极上发生的反应是解本题关键，注意不能根据金属的活动性强弱判断正负极，要根据失电子难易程度确定负极，为易错点．