Question

实验是化学的最高法庭．以镁条、铝片为电极，以NaOH稀溶液为电解质溶液构成原电池，人们普遍认为铝是负极． 某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：
如图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“-”、“+”端相连接，迅速将两电极插入盛有1mol/L NaOH溶液的烧杯中．开始，电表指针向右偏移约500μA，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400μA，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生．根据以上实验现象，回答下列问题：
（1）开始阶段，原电池的正极是

 

（填“Mg”或“Al”）片；铝片表面产生的气泡是

 

；负极发生的反应是

 

．
（2）随后阶段，铝片发生的电极反应式

 

； 镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-（极少），试判断此电极发生的主要反应是

 

；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是

 

．
（3）铝表面的氧化膜用砂纸不易除去，而此实验中无需刻意除去，原因是

 

（用化学方程式表示）．
（4）若此实验中的电解质溶液改为稀硫酸，则电池的负极为

 

（填“Mg”或“Al”）片，其电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）开始阶段，原电池的正极是Al片；铝片表面产生的气泡是H₂，负极是镁；
（2）随后阶段，负极是铝，正极是镁，电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）三氧化二铝能与氢氧化钠反应；
（4）电解质溶液改为稀硫酸后，和镁铝构成原电池．

解答： 解：（1）开始阶段，原电池的正极是Al片；铝片表面产生的气泡是H₂，负极是镁，电极反应式：Mg+2OH^--2e^-=Mg（OH）₂，
故答案为：Al；H₂；Mg+2OH^--2e^-=Mg（OH）₂ ；
（2）随后阶段，负极是铝，电极反应式：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，正极是镁，电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；铝片中含有杂质构成原电池，放出气体，
故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-； 铝片中含有杂质构成原电池；
（3）三氧化二铝能与氢氧化钠反应：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（4）电解质溶液改为稀硫酸后，和镁铝构成原电池，镁做负极，电极反应式为Mg-2e^-=Mg²⁺，故答案为：Mg；Mg-2e^-=Mg²⁺．

点评：本题考查了原电池原理，难度不大，正确判断原电池正负极是解本题关键，注意：不能根据金属的活泼性强弱判断正负极，要根据具体的反应来判断，为易错点．