Question

8．有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，兩人均使用鎂片和鋁片作電極，但甲同學將電極放入6mol/LH₂SO₄溶液中，乙同學將電極放入6mol/LNaOH溶液中，如圖：

（1）寫出甲池中正極的電極反應式：Mg-2e^-=Mg²⁺，負極的電極反應式：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）寫出乙池中負極的電極反應式：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，乙池中總反應的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑．
（3）如果甲和乙同學均認為，“構成原電池的電極材料如果都是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出Mg活動性更強，而乙會判斷出Al活動性更強．
（4）由此實驗，可得到如下哪些正確結論：AD
A、利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的介質
B、鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強
C、該實驗說明金屬活動性順序已過時，已沒有實用價值
D、該實驗說明化學研究對象復雜，反應受條件影響較大，因此應具體問題具體分析．
（5）丙同學依據甲、乙同學的思路，設計如下實驗：將鋁片和銅片用導線相連．一組插入濃硝酸中，一組插入稀NaOH溶液中，分別形成了原電池．
①在這兩個原電池中，負極分別為B．
A．鋁片、銅片  B．銅片、鋁片   C．鋁片、鋁片  D．銅片、銅片
②寫出插入濃硝酸中形成原電池的總反應化學方程式Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲中鎂易失電子作負極、Al作正極，負極上鎂發(fā)生氧化反應、正極上氫離子發(fā)生還原反應；
（2）乙池中鋁易失電子作負極、鎂作正極，負極上鋁失電子發(fā)生氧化反應；
（3）根據作負極的金屬活潑性強結合電池中的負極判斷；
（4）A．原電池正負極與電解質溶液有關；
B．鎂的金屬性大于鋁；
C．該實驗證明說明電解質溶液性質選用選擇合適的介質，不能說明金屬活動性順序過時；
D．該實驗說明化學研究對象復雜，反應受條件影響較大，因此應具體問題具體分析；
（5）①原電池中失電子的一極為負極，據此進行判斷；
②插入濃硝酸中形成原電池反應為：銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮氣體和水．

解答 解：（1）甲中鎂易失電子作負極、Al作正極，負極上鎂發(fā)生氧化反應、正極上氫離子發(fā)生還原反應，負極反應為Mg-2e^-=Mg²⁺，正極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Mg-2e^-=Mg²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）乙池中鋁易失電子作負極，負極上鋁失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，鎂作正極，正極發(fā)生還原反應，總反應為2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；2Al+2OH^-+2H₂O=AlO₂^-+3H₂↑；
（3）甲中鎂作負極、乙中鋁作負極，根據作負極的金屬活潑性強判斷，甲中鎂活動性強、乙中鋁活動性強，
故答案為：Mg；Al；
（4）A．根據甲、乙中電極反應式知，原電池正負極與電解質溶液有關，故A正確；
B．鎂的金屬性大于鋁，但失電子難易程度與電解質溶液有關，故B錯誤；
C．該實驗說明電解質溶液性質影響電極的正負極，不能說明金屬活動性順序沒有使用價值，故C錯誤；
D．該實驗說明化學研究對象復雜，反應與條件有關，電極材料相同其反應條件不同導致其產物不同，所以應具體問題具體分析，故D正確；
故答案為：AD；
（5）①鋁片和銅片插入濃HNO₃溶液中，金屬鋁會鈍化，金屬銅和濃硝酸之間會發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，此時金屬銅時負極，金屬鋁是正極；
插入稀NaOH溶液中，金屬銅和它不反應，金屬鋁能和氫氧化鈉發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，此時金屬鋁是負極，金屬銅是正極；
故答案為：B；
②插入濃硝酸中形成原電池中，總反應為銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，即：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

點評 本題考查了探究原電池原理，題目難度中等，明確原電池中各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，注意不能根據金屬的活動性強弱判斷正負極，要根據失電子難易程度確定負極，為易錯點．