题目内容

4．如图所示装置可构成原电池．试回答下列问题：
（1）电解质溶液为浓硝酸时，灯泡亮（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）．
a．若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为：Mg-2e-=Mg2+；
b．若灯泡不亮，其理由为：此空不填
（2）电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡亮（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）．
a．若灯泡亮，则Mg电极反应式为：6H2O+6e-=3H2+6OH-；Al电极反应式为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+H2O．
b．若灯泡不亮，其理由为：此空不填．

分析 （1）电解质溶液为浓硝酸时，镁和铝连接在浓硝酸中形成原电池，镁做负极失电子生成镁离子，铝做正极，溶液中硝酸根离子在铝电极上得到电子生成二氧化氮；
（2）电解质溶液为NaOH溶液时，镁和铝连接在氢氧化钠溶液中形成原电池，铝做负极失电子在氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠溶液，镁做正极，溶液中水得到电子生成氢气，据此分析．

解答 解：（1）电解质溶液为浓硝酸时，镁和铝连接在浓硝酸中形成原电池，镁做负极失电子生成镁离子，铝做正极，溶液中硝酸根离子在铝电极上得到电子生成二氧化氮，电路中有电流生成，灯泡亮，镁做负极失电子生成镁离子，电极反应为：Mg-2e-=Mg2+；
故答案为：亮，Mg-2e-=Mg2+；
（2）该装置中，铝能和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，该装置符合原电池构成条件，所以Mg、Al和NaOH溶液构成原电池，则灯泡亮；Mg作正极，正极上水得电子生成氢气，正极的电极反应为：6H2O+6e-=3H2+6OH-，Al易失电子作负极，负极上电极反应式为2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O，
故答案为：亮；6H2O+6e-=3H2+6OH-；2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O．

点评 本题考查了原电池原理，题目难度中等，明确原电池正负极的判断方法是解本题关键，知道原电池设计方法，注意：不能根据金属的活泼性强弱判断正负极，要根据失电子难易程度判断正负极，为易错点，侧重于考查学生的分析能力和应用能力．

练习册系列答案
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NO3-的去除率接近100%＜50%
24小时pH接近中性接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO3-的去除率低．其原因是因为铁表面生成不导电的FeO（OH），将铁全部覆盖，阻止反应进一步发生．
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Ⅰ．Fe2+直接还原NO3-；
Ⅱ．Fe2+破坏FeO（OH）氧化层．
对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率．pH=4.5（其他条件相同）
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