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原电池正负极判断,失电子的一极为负极,得电子的一极为正极。不能简单从金属的活动性来作判断,更不能认为活动性强的金属一定为负极,活动性弱的为正极。
一、铝、镁原电池
铝和镁在稀硫酸溶液中组成原电池,镁和铝都能与稀硫酸反应,镁更容易失电子,镁为负极;铝和镁在氢氧化钠溶液中组成原电池,因镁不与氧化钠溶液反应,真正失电子是铝。
【例1】如图1所示将镁片和铝片用导线相连,分别同时插入稀硫酸和氢氧化钠溶液中,回答下列问题:
(1) 指出各池中的负极材料并写出其电极方程式。
①负极材料:
A池 ,B池 。
②电极反应式:
A池:正极 ,负极 。
B池:正极 ,负极 。
(2) 从构成原电池的几个组成部分来看,判断原电池的负极,除了要考虑金属的活泼性外,还要考虑 。
解析:在A池中可与稀硫酸发生化学反应的有镁和铝Mg+H2SO4=MgSO4+H2;2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2由于镁的金属活泼性大于铝,所以该电池中的化学反应为Mg+H2SO4=MgSO4+H2,镁失电子作电池负极,铝作正极。在B池中能发生的化学反应只有铝和碱的反应,即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3O2,所以该电池中铝失电子作电池负极,而镁只能作正极。
答案:(1)①A池镁作负极材料,B池中铝作负极材料
②A池:正极2H++2e-=H2
负极Mg-2e-=Mg2+
B池:正极6H2O+6e-=3H2+6OH-
负极2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O
(2) 池中能够发生的氧化还原反应。
易错点提示:认为Mg的金属性大于Al,将正、负极颠倒而出现错写。
点评:学习电解原理,记住以下口诀:失电子的一极为负极,得电子一极为正极。
二、铜、铝原电池
铜和铝在稀硫酸中组成原电池,失电子是铝;如果在浓硝酸溶液中,因铝与浓硝酸发生钝化,真正失电子是铜。
【例2】某研究性学习小组,为了探究电极与原电池的电解质之间关系,设计了下列实验方案:用铝片、铜片、镁片作电极,分别与下列溶液构成原电池,并接电流表。
(1)若电解质溶液为0.5mol/L硫酸,电极为铜片和铝片,则电流计指针偏向_________(填“铝”或“铜”)。铝片上的电极的反应式为__________________________________________;
(2)若用浓硝酸作电解质溶液,电极为铜片和铝片,则电流计指针偏向_________(填“铝”或“铜”),铝片为________极(填“正”或“负”)。铜极上电极反应式为:______________ , 正极上发生的电极反应式为__________________________________________;
(3)若电解质溶液为0.5mol/L氢氧化钠溶液,电极为镁片和铝片,则正极发生的电极反应为____________________________ 。通过上述实验探究,你受到的启__________________________________________ 。
解析:在稀硫酸溶液中铝比铜活泼,构成原电池时铜为正极,铝为负极;而在浓硝酸中,铝被钝化,铜溶解,所以铜为负极,电流总是由正极流向负极;在氢氧化钠溶液中镁不失去电子,而铝失去电子。
答案:(1)铝;2Al+6H+=2Al3++3H2;(2)铜;正,Cu-2e-=Cu2+;2NO3-+4H++2e-=2NO2+2H2O
(3)2H2O+2e-=2OH-+H2
启示1:电极类型与电解质溶液性质有关;
启示2:金属活泼性相对某溶液而言,不同的物质相对同一种金属,可能活泼性发生变化;
启示3:根据电极类型比较金属活泼性不一定正确;
启示4:可以通过电流流向确定金属的相对活泼性。
(作者单位:湖北省嘉鱼县南嘉中学)
责任编校 李平安