Question

完成原电池问题。

Ⅰ．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性，两人均使用相同镁片与铝片作电极，甲同学将电极放入2 mol/L H₂SO₄ 溶液中，乙同学将电极放入2 mol/L的NaOH溶液中，如图所示。

请回答：

（1）写出甲池中正极的电极反应式：                                  。

（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：

负极：                                                  ；

总反应：                                                。

（3）如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出______  活动性更强，而乙会判断出______   活动性更强(填写元素符号)。

（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论？_________(填写字母序号)。

a．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质

b．镁的金属性不一定比铝的金属性强

c．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值

d．上述实验反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”的做法是“不可靠”的

Ⅱ．市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。“热敷袋”放出的热量是利用了                                      而放出热量。

Answer

Ⅰ．（1）2H＋＋2e－＝H2↑

（2）Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2O；2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑

（3）Mg；Al

（4）ad

Ⅱ．铁屑、炭粉、空气（氧气）、NaCl溶液构成原电池，铁被氧化（合理即可）

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）甲中镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，正极反应为2H++2e-=H2↑。

故答案为：2H++2e-=H2↑；

（2）乙池中铝易失电子作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，镁作正极，正极发生还原反应，总反应为2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑。

故答案为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

（3）甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强。

故答案为：Mg；Al；

（4）a．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故A正确；b．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故B错误；c．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，故C错误；d．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故D正确。

故答案为：ad。

Ⅱ．该装置符合原电池构成条件，所以能构成原电池。炭粉构成原电池正极，正极上氧气得电子发生还原反应，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化。放电时将化学能转化为电能，所以热敷袋放出的热来自于原电池中的氧化还原反应。

故答案为：铁屑、炭粉、空气（氧气）、NaCl溶液构成原电池，铁被氧化（合理即可）。

考点：考查探究原电池工作原理；金属的电化学腐蚀与防护