学习小专题 | |
版权申明:凡是署名为“化学自习室”,意味着未能联系到原作者,请原作者看到后与我联系(邮箱:79248376@qq.com)!
以镁、铝为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池中,谁是负极?《化学教育》中的“谈谈化学实验设计的创意”(2003年第11期第46页)《中学化学》中的“有关原电池的电极反应式的书写”(2002年第12期第13页)“谈电极反应式书写技能的培养”(2003年第3期第44页)等文章都认为铝是负极。这一结论已得到大部分中学教师的认可,笔者对这一问题专门做了多次实验并查阅许多相关书籍,觉得很有必要对这一观点进行讨论,以飨读者。
1 实验操作
如图1所示,剪约
图1
2 实验现象
开始,电表指针向右偏移约500μA,铝片表面有许多气泡,很快电流逐渐减小直至0;随后,指针向左偏移,且电流逐渐增大至约400μA,此时,铝片表面气泡有所减少,但镁条表面只有极少量的气泡产生。
3 实验解释
镁、铝在1mol/L的NaOH溶液中,电极电势为:
H2AlO3-+H2O+3e-=Al+4OH- φθ=-2.35V
Mg(OH)2+2e-=Mg+2OH- φθ=-2.69V
故镁为负极,铝为正极,电子从镁条流向铝片,电表指针向右偏移。电极反应为:
负极:Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2
正极:2H++2e-=H2↑
由于在镁条表面不断生成的Mg(OH)2并没有形成沉淀,而是紧密覆盖于镁条的表面形成膜层,使镁条表面很快发生了钝化。用电流计检测证明镁条表面的膜层具有电子导电性(电子导体),虽然电极反应仍可进行,但依靠Mg2+从镁条表面转移到溶液的溶解过程却受到了抑制,使镁极电势正移,最终出现镁极电势高于铝极电势的结果:铝极转变为负极,表面钝化的镁条为正极,电子从铝片流向镁条,电表指针向左偏移。电极反应为:
负极:Al-3e-+4OH-=AlO-2+2H2O
正极:O2+4e-+2H2O=4OH-(主要);2H++2e-=H2↑(极少)
这就是说,由于在NaOH溶液中镁条发生了钝化,不仅改变了原电池的正负极,而且正极反应也由析氢变为主要吸氧。铝片表面仍有许多气泡的原因可能是铝片不纯导致铝片在NaOH溶液中形成了许多微小原电池。
综上所述,将镁、铝放入NaOH溶液中构成原电池时,开始镁为负极,铝为正极,发生析氢腐蚀;片刻后,Al为负极,表面钝化的镁条为正极,发生吸氧腐蚀。
参考文献
[1] 北京师范大学等三校无机化学教研室.无机化学(上册).第4版,北京:高等教育出版社,2002:425
[2] 李荻.电化学原理.北京:北京航空航天大学出版社,2002:406-418
1 、关于化学反应能量变化的说明: ( 1 )高中阶段的化学反应局限在原子、离子、分子...
化学反应的嬉变是新课标要求掌握的一个基本 概念,它与键能的关系密切。这是因为反应...
键解离能、键能、反应焓变是常见的化学用语。通过调查四川省参加“国培计划”的教师发...
有机反应沿着不同的反应历程会得到不同的产物,如果反应还未达成平衡前就分离产物,利...
中学化学教材(人教版)选修四《化学反应原理》第 二章第四节的内容是“化学反应进行的...
热力学是研究能量相互转变过程中所遵循的法则的一门学科,属于物理学的分支,化学热力...