Question

有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L^-1的NaOH溶液中，如下图所示。?

（1）写出甲池中正极的电极反应式：

正极：______________　。?

（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：?

负极：______________。?

总反应的离子方程式：______________。?

（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_______活动性更强，而乙会判断出_______活动性更强。（填写元素符号）?

（4）由此实验，可得到正确的结论是(    )?

A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质?

B.镁的金属性不一定比铝的金属性强?

C.该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值?

D.该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析?

（5）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_______（填“可靠”或“不可靠”）。（如不可靠，请提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案；如可靠，此问可不回答）

Answer 1

解析：（1）甲池中Mg、Al均能与H₂SO₄溶液反应，Mg+2H⁺Mg²⁺+H₂↑,2Al+6H⁺2Al³⁺+3H₂↑,但在用Mg、Al作电极、H₂SO₄溶液作电解质溶液构成原电池时，还原性（金属性）强的电极作负极，发生氧化反应，正极是H⁺放电，发生还原反应：2H⁺+2e^-H₂↑。?

（2）乙池中，Mg、Al两金属中只有Al能与NaOH溶液反应，被氧化，可作负极，电极反应为负极：2Al+8OH^--6e^-2+4H₂O,正极：6H₂O+6e^-3H₂↑+6OH^-,总反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O2+3H₂↑。?

（4）乙原电池是依据Al的特性设计的，Mg在电池中相当于惰性电极，因此B、C两结论不正确。?

（5）显而易见，原电池装置中的两个金属电极，作负极的不一定比作正极的金属活动性强，所谓活泼性不同的两电极，是相对电解质而言的。因此，在两个不同的原电池中比较金属活动性顺序不可靠，可行的方案应该是在同一个原电池中，用不同金属作正、负电极，酸或盐溶液作电解质溶液，以判断金属活动性。?

答案：（1）2H⁺+2e^-H₂↑?

（2）2Al+8OH^--6e^-2+4H₂O?

2Al+2OH^-+2H₂O2+3H₂↑?

(或2Al+2OH^-+6H₂O2+3H₂↑+4H₂O)?

（3）Mg　Al?

（4）AD?

（5）不可靠?

将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液（酸溶液或盐溶液），构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正、负极。（或观察反应现象，看哪种金属电极可发生反应而溶解，造成金属质量减轻。但这种方法不一定可靠，例如某些金属与盐的置换反应，电极质量可能增大。其他合理答案均可）