Question

Ⅰ．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片放入U形管作原电池的两极，测得图1所示原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

（1）0～t₁时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是________。溶液中的H^＋向________（填“正”或“负”）极移动。

（2）t₁时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是________。

Ⅱ．下图所示电化学装置中，a为足量的电解质溶液，X、Y是两块电极板。

请回答：

（3）若X、Y都是石墨电极，a是含有酚酞的饱和NaCl溶液，则在X电极附近观察到的现象是________，检验Y电极上反应产物的化学方法及实验现象是________，电解池总反应的离子方程式为________。

Answer

2H＋＋NO3－＋e－＝NO2↑＋H2O正Al在浓HNO3中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应X电极上放出无色气体，附近溶液变为红色把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近的U形管出口处，试纸变为蓝色2C1－＋2H2O2OH＋H2↑＋Cl2↑

【解析】(1)0～t1时，原电池的负极是Al片，溶液中产生红棕色气体是二氧化氮，故正极反应方程式为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，此时溶液中的氢离子移向正极；

(2)一段时间后，由于Al与浓硝酸发生钝化，导致原电池中Al作正极，Cu作负极，原电池中电子流动方向发生改变；

(3)X电极上氢离子放电，电极反应式为2H++2e-=H2↑，同时电极附近生成氢氧根离子，导致溶液碱性增强，溶液呈红色；Y电极上氯离子失电子发生氧化反应而生成氯气，氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化为碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以可以用湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近检验氯气，试纸变蓝色，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，电解一段时间之后溶液的PH将会升高，电池反应式为 2C1－＋2H2O2OH＋H2↑＋Cl2↑。

点睛：电解池中阳极电解产物的判断需要注意两点，即首先看“电极材料”：若阳极材料是除金、铂以外的其他金属，则在电解过程中，优先考虑阳极材料本身失去电子被氧化，而不考虑溶液中阴离子放电的难易。其次看“离子放电的难易”：若阳极材料是惰性电极，则在电解过程中首先分析溶液中离子放电的难易。