Question

【題目】如圖所示裝置可構成原電池。試回答下列問題：

（1）電解質溶液為濃硝酸時，燈泡 (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a題，填“不亮”做b題)。
a.若燈泡亮，則Mg電極上發生的反應為： ；
b.若燈泡不亮，其理由為：
（2）電解質溶液為NaOH溶液時，燈泡 (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a題，填“不亮”做b題)。
a.若燈泡亮，則Mg電極反應式為： ；Al電極反應式為： 。
b.若燈泡不亮，其理由為： 。
（3）(Ⅰ)有一種節能的氯堿工業新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關流程如圖所示(電極未標出)：

回答下列有關問題：
原電池的負極反應式為。
（4）a、b、c的大小關系為：。

Answer 1

【答案】
（1）亮；Mg-2e-=Mg2+；a Al與濃硝酸發生鈍化
（2）亮；6H2O+6e-=3H2+6OH-；2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O；電解質溶液不合適（答案不唯一）
（3）H2-2e-+2OH-=2H2O
（4）c%＞a%＞b%
【解析】（1）Mg、Al和濃硝酸構成原電池，有電流通過，所以燈泡會亮
a Al與濃硝酸發生鈍化，為正極，而Mg易失電子作負極；Mg電極上發生的電極反應為 Mg-2e-=Mg2+；
（2）該裝置中，鋁能和氫氧化鈉溶液發生氧化還原反應，該裝置符合原電池構成條件，所以Mg、Al和NaOH溶液構成原電池，則燈泡亮；
a.Mg作正極，正極上水得電子生成氫氣，正極的電極反應為：6H2O+6e-=3H2+6OH- ， Al易失電子作負極，負極上電極反應式為2Al-6e-+2OH-=2AlO2+6H2O；
（3）燃料電池中，通入空氣的電極是正極，通燃料氫氣的電極是負極，其電極反應式為H2-2e-+2OH-=2H2O；（4）燃料電池中的離子膜只允許陽離子通過，而燃料電池中正極氧氣得到電子產生OH- ， 所以反應后氫氧化鈉的濃度升高，即a%大于b%，負極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，所以c%＞a%，得到c%＞a%＞b%。
根據鎂鋁在濃硝酸和氫氧化鈉溶液中發生不同的反應進行判斷原電池的正負極，然后進行分析電極反應等即可。