Question

7．利用原电池原理可以探究金属的活动性．
（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计．锌片做负极（填“正”或“负”），银片上发生的电极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g．此时产生标准状况下氢气的体积为4.48L，通过导线的电子的物质的量为0.4mol．
（3）为证明铁的金属活动性比铜强，某同学设计了如下一些方案．其中能证明铁的金属活动性比铜强的方案是①③④．（填序号）

方  案	现象或产物
①将铁片置于CuSO4溶液中	铁片上有亮红色物质析出
②将铁丝和铜丝分别在氯气燃烧	产物分别为FeCl3和CuCl2
③将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中	铁片上有气泡产生，铜片上无气泡产生
④将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接	铁片溶解，铜片上有气泡产生

Answer 1

分析 （1）该原电池中，Zn易失电子作负极，Ag作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；
（2）该原电池中，负极上锌溶解、正极上生成氢气，所以负极质量减少、正极质量不变，则反应前后电极质量减少的量是锌的质量，根据转移电子相等计算生成氢气体积；根据锌和转移电子之间的关系式计算转移电子物质的量；
（3）金属的金属活动性越强，其单质的还原性越强，金属单质与酸或水反应越剧烈，较活泼金属能从较不活泼金属盐溶液中置换出来，一般来说原电池中较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极．

解答 解：（1）该原电池中，Zn易失电子作负极，Ag作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：负；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）该原电池中，负极上锌溶解、正极上生成氢气，所以负极质量减少、正极质量不变，则反应前后电极质量减少的量是锌的质量，则参加反应的锌的质量=（60-47）g=13g，其物质的量=13g÷65g/mol=0.2mol，根据转移电子相等得生成氢气体积=$\frac{0.2mol×2}{2}×22.4L/mol$=4.48L；根据锌和转移电子之间的关系式得转移电子物质的量=0.2mol×2=0.4mol，
故答案为：4.48；0.4；
（3）金属的金属活动性越强，其单质的还原性越强，金属单质与酸或水反应越剧烈，较活泼金属能从较不活泼金属盐溶液中置换出来，一般来说原电池中较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极，
①将铁片置于CuSO₄溶液中，铁片上有亮红色物质析出，说明铁能置换出Cu，则金属活动性Fe＞Cu，故正确；
②金属的活动性强弱与失电子多少无关，所以不能据此判断金属性强弱，故错误；
③将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中，铁片上有气泡产生，铜片上无气泡产生，说明铁能置换出氢气、Cu不能，则金属活动性Fe＞Cu，故正确；
④将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片溶解，铜片上有气泡产生，则Fe作负极、Cu作正极，所以金属活动性Fe＞Cu，故正确；
故答案为：①③④．

点评 本题考查原电池原理及金属活动性强弱判断，侧重考查基本原理，明确正负极的判断方法是解本题关键，知道金属活动性强弱与失电子难易程度有关，与失电子多少无关，易错选项是（3）②．