Question

某化学兴趣小组为了探究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	电流表指针偏转方向
1	Al、Mg	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	Al、Mg	氢氧化钠溶液	偏向Mg
5	Al、Zn	浓硝酸	偏向Al

试根据上表中的实验现象回答下列问题：

（1）实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)？ _______。

（2）对实验3完成下列填空：

①铝为___极，电极反应式： ______。

②石墨为____极，电极反应式： ________。

③电池总反应式： ____________。

（3）实验4中铝作负极还是正极____，理由是____。写出铝电极的电极反应式： _________。

（4）解释实验5中铝作正极的原因： __________。

（5）根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素： ________。

Answer

（1）否 （2）①负 2Al－6e－＝2Al3＋ ②正 6H＋＋6e－＝3H2↑ ③2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑

（3）负极 在NaOH溶液中，活动性Al＞Mg Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O

（4）Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中活动性Zn＞Al，Al是原电池的正极 （5）①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液

【解析】

试题分析：（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；

（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↑，因此总反应式为2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑；

（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；

（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；

（5）在原电池中金属铝作正极还是作负极，一定要看自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应，失电子作负极，反之作正极。

【考点定位】本题主要是考查探究原电池原理及设计

【名师点晴】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，注意利用氧化还原反应中电子的得失来分析正负极。关于原电池正负极的判断需要注意以下几点：（1）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。（2）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：A．Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；B．Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。