Question

【题目】实验小组探究铝片做电极材料时的原电池反应，设计下表中装置进行实验并记录。

【实验1】

装置	实验现象
	左侧装置电流计指针向右偏转，灯泡亮 右侧装置电流计指针向右偏转，镁条、铝条表面产生无色气泡

（1）实验1中，电解质溶液为盐酸，镁条做原电池的________极。

【实验2】

将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。

（2）该小组同学认为，此时原电池的总反应为2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2↑，据此推测应该出现的实验现象为________。

实验2实际获得的现象如下：

装置	实验现象
	i.电流计指针迅速向右偏转，镁条表面无气泡，铝条表面有气泡 ⅱ.电流计指针逐渐向零刻度恢复，经零刻度后继续向左偏转。镁条表面开始时无明显现象，一段时间后有少量气泡逸出，铝条表面持续有气泡逸出

（3）i中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2，则该电极反应式为________。

（4）ii中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是________。

【实验3和实验4】

为了排除Mg条的干扰，同学们重新设计装置并进行实验3和实验4，获得的实验现象如下：

编号	装置	实验现象
实验3		电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；约10分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。
实验4	煮沸冷却后的溶液	电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；约3分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。

（5）根据实验3和实验4可获得的正确推论是________ （填字母序号）。

A. 上述两装置中，开始时铜片表面得电子的物质是O2

B. 铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关

C. 铜片表面产生的气泡为H2

D. 由“铝条表面气泡略有减少”能推测H+在铜片表面得电子

（6）由实验1~实验4可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与________等因素有关。

Answer 1

【答案】 负 指针向左偏转，镁条表面产生无色气泡 O2 + 2H2O + 4e- 4OH- Mg放电后生成Mg(OH)2附着在镁条表面，使Mg的放电反应难以发生，导致指针归零；或：随着反应的进行，铝条周围溶液中溶解的O2逐渐减少，使O2放电的反应难以发生，导致指针归零 ABC 另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的O2

【解析】(1). Mg的活泼性大于Al，当电解质溶液为盐酸时，Mg为原电池的负极，故答案为：负；

(2). 原电池的总反应为2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑，由反应方程式可知，Al为原电池的负极，Mg为原电池的正极，镁条表面产生无色气泡，再结合实验1的现象可知，电流计指针由负极指向正极，则实验2中的电流计指针向左偏转，故答案为：指针向左偏转，镁条表面产生无色气泡；

(3). i中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2，在碱性溶液中，氧气发生的电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，故答案为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；

(4). 因Mg放电后生成的Mg(OH)2附着在镁条表面，使Mg的放电反应难以发生，导致指针归零，同时随着反应的进行，铝条周围溶液中溶解的O2逐渐减少，使O2的放电反应也难以发生，导致指针归零，故答案为：Mg放电后生成Mg(OH)2附着在镁条表面，使Mg的放电反应难以发生，导致指针归零，或随着反应的进行，铝条周围溶液中溶解的O2逐渐减少，使O2放电的反应难以发生，导致指针归零；

(5). 根据实验3和实验4的实验现象可知，电流计指针向左偏转，说明铜为正极，A. 上述两装置中，开始时溶液中溶解的O2在铜片表面得电子，导致开始时铜片没有明显现象，故A正确；B. 因开始时溶液中溶解的O2在铜片表面得电子，所以铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关，故B正确；C. 当溶液中溶解的氧气反应完后，氢离子在铜片表面得到电子，产生的气泡为H2，故C正确；D. 因铝条表面始终有气泡产生，则气泡略有减少不能推测H+在铜片表面得电子，故D错误；答案选ABC；

(6). 由实验1~实验4可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解O2的多少等因素有关，故答案为：另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的O2。