Question

【題目】實驗小組探究鋁片做電極材料時的原電池反應，設計下表中裝置進行實驗并記錄。

【實驗1】

裝置	實驗現象
	左側裝置電流計指針向右偏轉，燈泡亮 右側裝置電流計指針向右偏轉，鎂條、鋁條表面產生無色氣泡

（1）實驗1中，電解質溶液為鹽酸，鎂條做原電池的________極。

【實驗2】

將實驗1中的電解質溶液換為NaOH溶液進行實驗2。

（2）該小組同學認為，此時原電池的總反應為2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2↑，據此推測應該出現的實驗現象為________。

實驗2實際獲得的現象如下：

裝置	實驗現象
	i.電流計指針迅速向右偏轉，鎂條表面無氣泡，鋁條表面有氣泡 ⅱ.電流計指針逐漸向零刻度恢復，經零刻度后繼續向左偏轉。鎂條表面開始時無明顯現象，一段時間后有少量氣泡逸出，鋁條表面持續有氣泡逸出

（3）i中鋁條表面放電的物質是溶解在溶液中的O2，則該電極反應式為________。

（4）ii中“電流計指針逐漸向零刻度恢復”的原因是________。

【實驗3和實驗4】

為了排除Mg條的干擾，同學們重新設計裝置并進行實驗3和實驗4，獲得的實驗現象如下：

編號	裝置	實驗現象
實驗3		電流計指針向左偏轉。鋁條表面有氣泡逸出，銅片沒有明顯現象；約10分鐘后，銅片表面有少量氣泡產生，鋁條表面氣泡略有減少。
實驗4	煮沸冷卻后的溶液	電流計指針向左偏轉。鋁條表面有氣泡逸出，銅片沒有明顯現象；約3分鐘后，銅片表面有少量氣泡產生，鋁條表面氣泡略有減少。

（5）根據實驗3和實驗4可獲得的正確推論是________ （填字母序號）。

A. 上述兩裝置中，開始時銅片表面得電子的物質是O2

B. 銅片表面開始產生氣泡的時間長短與溶液中溶解氧的多少有關

C. 銅片表面產生的氣泡為H2

D. 由“鋁條表面氣泡略有減少”能推測H+在銅片表面得電子

（6）由實驗1~實驗4可推知，鋁片做電極材料時的原電池反應與________等因素有關。

Answer 1

【答案】 負 指針向左偏轉，鎂條表面產生無色氣泡 O2 + 2H2O + 4e- 4OH- Mg放電后生成Mg(OH)2附著在鎂條表面，使Mg的放電反應難以發生，導致指針歸零；或：隨著反應的進行，鋁條周圍溶液中溶解的O2逐漸減少，使O2放電的反應難以發生，導致指針歸零 ABC 另一個電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的O2

【解析】(1). Mg的活潑性大于Al，當電解質溶液為鹽酸時，Mg為原電池的負極，故答案為：負；

(2). 原電池的總反應為2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑，由反應方程式可知，Al為原電池的負極，Mg為原電池的正極，鎂條表面產生無色氣泡，再結合實驗1的現象可知，電流計指針由負極指向正極，則實驗2中的電流計指針向左偏轉，故答案為：指針向左偏轉，鎂條表面產生無色氣泡；

(3). i中鋁條表面放電的物質是溶解在溶液中的O2，在堿性溶液中，氧氣發生的電極反應式為：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，故答案為：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；

(4). 因Mg放電后生成的Mg(OH)2附著在鎂條表面，使Mg的放電反應難以發生，導致指針歸零，同時隨著反應的進行，鋁條周圍溶液中溶解的O2逐漸減少，使O2的放電反應也難以發生，導致指針歸零，故答案為：Mg放電后生成Mg(OH)2附著在鎂條表面，使Mg的放電反應難以發生，導致指針歸零，或隨著反應的進行，鋁條周圍溶液中溶解的O2逐漸減少，使O2放電的反應難以發生，導致指針歸零；

(5). 根據實驗3和實驗4的實驗現象可知，電流計指針向左偏轉，說明銅為正極，A. 上述兩裝置中，開始時溶液中溶解的O2在銅片表面得電子，導致開始時銅片沒有明顯現象，故A正確；B. 因開始時溶液中溶解的O2在銅片表面得電子，所以銅片表面開始產生氣泡的時間長短與溶液中溶解氧的多少有關，故B正確；C. 當溶液中溶解的氧氣反應完后，氫離子在銅片表面得到電子，產生的氣泡為H2，故C正確；D. 因鋁條表面始終有氣泡產生，則氣泡略有減少不能推測H+在銅片表面得電子，故D錯誤；答案選ABC；

(6). 由實驗1~實驗4可推知，鋁片做電極材料時的原電池反應與另一個電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解O2的多少等因素有關，故答案為：另一個電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的O2。