题目内容

15.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下系列实验.实验结果记录如下:
 编号 电极材料 电解质溶液 电液计指针偏转方向
 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨
 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg
 5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al
试根据表中的实验现象回答下列问题:
(1)实验1、2中Al所做的电极(正极或负极)不同(填“相同”或“不同”).
(2)实验3中,铝为负极,电极反应式:2Al-6e-═2Al3+.
(3)实验4中,铝作负极,理由是Al失去电子,写出铝电极的电极反应式Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O.
(4)解释实验5中电流计偏向铝的原因Al遇浓硝酸发生钝化,发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应,Zn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.

分析 (1)金属与酸构成的原电池中,活泼金属作负极;
(2)实验3中Al为负极,石墨为正极,电池反应为2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑;
(3)实验4中发生2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,Al失去电子,则Al为负极;
(4)实验5中Al遇浓硝酸发生钝化,发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应,Zn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,故答案为:不同;
(2)实验3中Al为负极,电极反应为2Al-6e-═2Al3+,故答案为:负;2Al-6e-═2Al3+;
(3)实验4中Mg不与NaOH溶液发生反应,而发生2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,Al失去电子,则Al为负极,负极反应为Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O,
故答案为:负极;Al失去电子;Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O;
(4)实验5中Al遇浓硝酸发生钝化,发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应,Zn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:Al遇浓硝酸发生钝化,发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应,Zn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.

点评 本题考查探究原电池原理及设计,为高频考点,把握发生的原电池反应及正负极的判断是解答本题的关键,题目难度不大,注意利用氧化还原反应中电子的得失来分析正负极.

练习册系列答案
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6.在常温下,某兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制取碳酸钠,流程如图1:

在常温下,有关物质的溶解度为:
物质NH4ClNaHCO3Na2CO3NaCl
溶解度/g37.29.621.536.0
(1)操作Ⅲ中的实验操作名称为过滤;
(2)操作I、II总反应的离子方程式为Na++NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4+;
(3)操作I和II不能颠倒的原因由于NH3在饱和NaCl溶液中溶解量比CO2大,先通NH3,溶液呈碱性,更易吸收CO2,有利NaHCO3的生成,所以应先通入NH3;
(4)检验所得的碳酸钠粉末是否含有NaHCO3,的实验方案是(写出操作步骤、现象、结论):取少量产物于试管,加热,将产生的气体通入澄清石灰水,若使澄清石灰水变浑浊,证明有NaHCO3;
(5)为了测定所制取产物的纯度(假设杂质只有碳酸氢钠).该小组的实验步骤为:
i.使用下列装置组装实验装置,并检查气密性
ii.称取Wg产品放入C装置的锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解
iii.称量D装置的质量为W1 g
iv.从分液漏斗滴入稀硫酸,直到不再产生气体为止
v.从a处缓缓鼓入一定量的空气,再次称量D装置质量为W2 g
vi.重复步骤v的操作,直到D装置的质量不再改变,称得D装置的质量为W3 g
根据上述实验回答如下问题:
①第i步,使用上述装置连接的接口顺序为:(b)→(e)(f)→(c)(d)→(g)(h)[或(h)(g)]→(i).
②第二个盛碱石灰装置的作用是防止空气进入D中碱石灰干扰实验.
③产物中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之和为$\frac{{w}_{3}-{w}_{1}}{44}$mol.

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