Question

(12分)如图所示，组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适)：

（1）电解质溶液为稀H₂SO₄时，灯泡          （填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Mg为原电池的      极；若灯泡不亮，其理由为     。

（2）电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡  (填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Al做原电池的  极。若灯泡不亮，其理由为            。

（3）铝的阳极氧化，是一种常用的金属表面处理技术，它能使铝的表面生成一层致密的氧化膜，该氧化膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在实验室中按下列步骤模拟该生产过程。

按图取两片质量相当的铝片组装好仪器，接通开关K，通电约25 min。在阳极生成氧化铝，阴极产生气体。写出该过程中的阳极反应式：________________。

如果此时取出两极，用蒸馏水洗净，晾干后称重发现两个电极质量差为0.8克，计算阴极产物在标准状态下的体积并写出计算过程。

Answer

（1）亮 负极 硫酸太稀，没有足够的阴、阳离子

（2）亮 负极 电解质中没有足够的阴阳离子

（3）阳极：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ 阴极产物为氢气，标准状态下体积为1.12L

【解析】

试题分析：（1）满足原电池的构成条件，故灯泡发光，此时镁为原电池的负极，若不亮，可能是硫酸太稀，没有足够的阴、阳离子；（2）满足原电池的构成条件，故灯泡发光，此时发生的是铝和氢氧化钠溶液之间的氧化还原反应，故铝为原电池的负极，若不亮，可能是电解质溶液太稀，没有足够的阴、阳离子；（3）电解池的阳极发生氧化反应，电极反应式：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ 阴极上是溶液里的H+发生还原反应生成氢气，电解池工作一段时间后，阳极增重0.8克为氧元素的质量，做Al2O3的物质的量为0.8/16÷3mol=1/60mol,反应中共转移电子：1/60mol×6=0.1mol,此时阴极生成氢气的物质的量为0.1mol/2=0.05mol,体积为1.12L。

考点：原电池的结构分析及电解原理的应用，考查电极反应式的书写及电子转移。