Question

4．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

编号	电极材料	电解质溶液	电流计指针偏转方向
①	Mg　Al	稀盐酸	偏向Al
②	Al　Cu	稀盐酸	偏向Cu
③	Al　石墨	稀盐酸	偏向石墨
④	Mg　Al	NaOH溶液	偏向Mg
⑤	Al　 Cu	浓硝酸	偏向Al

根据上表中的实验现象完成下列问题：
（1）实验①、②的Al所作的电极分别是d（填序号）
a．负极，负极　      　     b．正极，正极
c．负极，正极               d．正极，负极
（2）写出实验③中的电极反应式：铝电极：2Al-6e^-═2Al³⁺，石墨电极：6H⁺+6e^-═3H₂↑．
（3）对比实验①和②，以及①和④中的电流计指针偏转方向，总结在原电池中电极作正极还是负极受哪些因素影响两个电极的相对活泼性；电解质溶液的酸碱性
（4）解释实验⑤中，电流计指针偏向铝的原因Al钝化作正极，铜易失电子作负极，所以电流计指针偏向铝．

Answer 1

分析 （1）金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极，据此对实验①、②进行判断；
（2）实验③中Al为负极，石墨为正极，电池反应为2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）根据实验①、②2可知，原电池的正负极取决于金属的活泼性强弱；根据实验④可知，原电池的正负极与电解质溶液的酸碱性有关；
（4）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Cu与浓硝酸的氧化还原反应，Cu作负极，Al作正极，所以电流计指针偏向铝．

解答 解：（1）金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极，则实验①中Mg的活泼性大于Al，所以Al作正极，而实验②中Al的活泼性大于Cu，所以Al作负极，所以实验①、②的Al所作的电极分别是：正极、负极，故d正确，
故答案为：d；
（2）实验③中Al为负极，电极反应为：2Al-6e^-═2Al³⁺，
石墨为正极，其电极反应为：6H⁺+6e^-═3H₂↑，
电池总反应为：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，
故答案为：2Al-6e^-═2Al³⁺； 6H⁺+6e^-═3H₂↑；
（3）根据表中实验结果可知，在原电池中电极作正极还是负极，与两个电极的相等活泼性有关，也与电解质溶液的酸碱性有关，
故答案为：两个电极的相对活泼性；电解质溶液的酸碱性；
（4）实验⑤中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Cu与浓硝酸的氧化还原反应，Cu作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝，
故答案为：常温下在浓硝酸中，Al钝化作正极，铜易失电子作负极，所以电流计指针偏向铝．

点评 本题考查原电池原理、电极反应方程式的书写，题目难度中等，明确发生的原电池反应及正负极的判断是解答本题的关键，注意掌握利用氧化还原反应中化合价变化判断原电池的正负极的方法．