Question

7．利用原電池原理可以探究金屬的活動性．
（1）將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計．鋅片做負(fù)極（填“正”或“負(fù)”），銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47g．此時產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積為4.48L，通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為0.4mol．
（3）為證明鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)，某同學(xué)設(shè)計了如下一些方案．其中能證明鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)的方案是①③④．（填序號）

方  案	現(xiàn)象或產(chǎn)物
①將鐵片置于CuSO4溶液中	鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出
②將鐵絲和銅絲分別在氯氣燃燒	產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2
③將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中	鐵片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡產(chǎn)生
④將鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，并用導(dǎo)線連接	鐵片溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生

Answer 1

分析 （1）該原電池中，Zn易失電子作負(fù)極，Ag作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）該原電池中，負(fù)極上鋅溶解、正極上生成氫氣，所以負(fù)極質(zhì)量減少、正極質(zhì)量不變，則反應(yīng)前后電極質(zhì)量減少的量是鋅的質(zhì)量，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算生成氫氣體積；根據(jù)鋅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；
（3）金屬的金屬活動性越強(qiáng)，其單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，金屬單質(zhì)與酸或水反應(yīng)越劇烈，較活潑金屬能從較不活潑金屬鹽溶液中置換出來，一般來說原電池中較活潑金屬作負(fù)極、較不活潑金屬作正極．

解答 解：（1）該原電池中，Zn易失電子作負(fù)極，Ag作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：負(fù)；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）該原電池中，負(fù)極上鋅溶解、正極上生成氫氣，所以負(fù)極質(zhì)量減少、正極質(zhì)量不變，則反應(yīng)前后電極質(zhì)量減少的量是鋅的質(zhì)量，則參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量=（60-47）g=13g，其物質(zhì)的量=13g÷65g/mol=0.2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得生成氫氣體積=$\frac{0.2mol×2}{2}×22.4L/mol$=4.48L；根據(jù)鋅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.2mol×2=0.4mol，
故答案為：4.48；0.4；
（3）金屬的金屬活動性越強(qiáng)，其單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，金屬單質(zhì)與酸或水反應(yīng)越劇烈，較活潑金屬能從較不活潑金屬鹽溶液中置換出來，一般來說原電池中較活潑金屬作負(fù)極、較不活潑金屬作正極，
①將鐵片置于CuSO₄溶液中，鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出，說明鐵能置換出Cu，則金屬活動性Fe＞Cu，故正確；
②金屬的活動性強(qiáng)弱與失電子多少無關(guān)，所以不能據(jù)此判斷金屬性強(qiáng)弱，故錯誤；
③將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中，鐵片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡產(chǎn)生，說明鐵能置換出氫氣、Cu不能，則金屬活動性Fe＞Cu，故正確；
④將鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，并用導(dǎo)線連接，鐵片溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生，則Fe作負(fù)極、Cu作正極，所以金屬活動性Fe＞Cu，故正確；
故答案為：①③④．

點評 本題考查原電池原理及金屬活動性強(qiáng)弱判斷，側(cè)重考查基本原理，明確正負(fù)極的判斷方法是解本題關(guān)鍵，知道金屬活動性強(qiáng)弱與失電子難易程度有關(guān)，與失電子多少無關(guān)，易錯選項是（3）②．