Question

【題目】完成原電池問題。

Ⅰ．有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性，兩人均使用相同鎂片與鋁片作電極，甲同學將電極放入2 mol/L H2SO4 溶液中，乙同學將電極放入2 mol/L的NaOH溶液中，如圖所示。

請回答：

（1）寫出甲池中正極的電極反應式： 。

（2）寫出乙池中負極的電極反應式和總反應的離子方程式：

負極： ；

總反應： 。

（3）如果甲、乙同學均認為“構成原電池的電極材料如果都是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出______ 活動性更強，而乙會判斷出______ 活動性更強(填寫元素符號)。

（4）由此實驗，可得到如下哪些正確結論？_________(填寫字母序號)。

a．利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的介質

b．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強

c．該實驗說明金屬活動性順序已過時，已沒有實用價值

d．上述實驗反過來證明了“直接利用金屬活動性順序判斷原電池中的正負極”的做法是“不可靠”的

Ⅱ．市場上出售的“熱敷袋”其主要成分是鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等。“熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發現有大量鐵銹存在。“熱敷袋”放出的熱量是利用了 而放出熱量。

Answer 1

【答案】Ⅰ．（1）2H＋＋2e－＝H2↑

（2）Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2O；2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑

（3）Mg；Al

（4）ad

Ⅱ．鐵屑、炭粉、空氣（氧氣）、NaCl溶液構成原電池，鐵被氧化（合理即可）

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）甲中鎂易失電子作負極、Al作正極，負極上鎂發生氧化反應、正極上氫離子發生還原反應，負極反應為Mg-2e-=Mg2+，正極反應為2H++2e-=H2↑。

故答案為：2H++2e-=H2↑；

（2）乙池中鋁易失電子作負極，負極上鋁失電子發生氧化反應，電極反應式為：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，鎂作正極，正極發生還原反應，總反應為2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑。

故答案為：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

（3）甲中鎂作負極、乙中鋁作負極，根據作負極的金屬活潑性強判斷，甲中鎂活動性強、乙中鋁活動性強。

故答案為：Mg；Al；

（4）a．根據甲、乙中電極反應式知，原電池正負極與電解質溶液有關，故A正確；b．鎂的金屬性大于鋁，但失電子難易程度與電解質溶液有關，故B錯誤；c．該實驗說明電解質溶液性質影響電極的正負極，不能說明金屬活動性順序沒有使用價值，故C錯誤；d．該實驗說明化學研究對象復雜，反應與條件有關，電極材料相同其反應條件不同導致其產物不同，所以應具體問題具體分析，故D正確。

故答案為：ad。

Ⅱ．該裝置符合原電池構成條件，所以能構成原電池。炭粉構成原電池正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，NaCl溶液起電解質溶液作用，從而形成原電池，加速Fe的氧化。放電時將化學能轉化為電能，所以熱敷袋放出的熱來自于原電池中的氧化還原反應。

故答案為：鐵屑、炭粉、空氣（氧氣）、NaCl溶液構成原電池，鐵被氧化（合理即可）。