Question

某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，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	电流计指针偏转方向
1	Mg、Al	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	Mg、Al	NaOH溶液	偏向Mg

回答下列问题：

(1)实验1、2中Al所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不同”)。

(2)对实验3完成下列填空：

①铝为________极，电极反应式为___________________________。

②石墨为________极，电极反应式为__________________________。

③电池总反应式为________________________________。

(3)实验4中铝作________极(填“负”或“正”)，理由是______。此电池反应的离子方程式为________。

Answer

不同 负 Al- 3e- =Al3+ 正 2H++2e-=H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ 负 铝与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+ 3H2↑

【解析】

(1)金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极；
(2)实验3中Al为负极，石墨为正极，电池反应为2Al- 6e- =2Al3+、6H++6e-=3H2↑，总反应方程式为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑；

(3)实验4中发生的反应为2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+ 3H2↑，Al失去电子，则Al为负极。

(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)①，实验3为金属铝和石墨与盐酸构成的原电池中，Al为负极，发生氧化反应，电极反应为Al- 3e- =Al3+；
②石墨为正极，溶液中氢离子发生还原反应，其电极反应为2H++2e-=H2↑；

③根据上述反应可知：电池总离子反应为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑；

(3)实验4为金属铝和镁与氢氧化钠溶液构成的原电池，因为Mg不与NaOH溶液发生反应，而Al能与NaOH溶液发生反应，所以Al做负极，其反应方程式为：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+ 3H2↑。