Question

（1）1780年，意大利解剖学家伽伐尼在用银质手术刀触碰放在铁盘上的青蛙的时候，无意间发现青蛙腿部肌肉抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激．如果只用一种金属器械去触动青蛙，就无此种反应．伽伐尼认为出现这种现象的原因是动物体内存在“生物电”．结合你所学的知识模拟该过程，下列哪种材质的手术刀触碰铁盘上的青蛙腿不会产生触动？

bcd

（填字母）
a 铝    b 陶瓷    c 塑料     d 铁

（2）1799年，伏打仔细研究了伽伐尼的发现，以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形版中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池-伏打电池（图1）． 将洁净的金属片A、B、D、E分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧（如图2所示）．在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下：

金属	电子流动方向	电压（V）
A	A→Cu	+0.78
B	Cu→B	-0.15
D	D→Cu	+1.35
E	E→Cu	+0.30

已知：构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大．请依据表中数据判断：

D

金属可能是最强的还原剂；

B

金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜．
（3）1836年，英国科学家丹尼尔对伏打电池进行改进，获得了世界上第一个能够获得稳定电流的电池，图3是丹尼尔电池的简易装置：
该电池的正极是

铜

，负极是

锌

，正极反应是

Cu²⁺+2e^-=Cu

，负极反应是

Zn-2e^-=Fe²⁺

．
（4）随着社会的发展和科技的进步，越来越多的电池被制造出来．请选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，使它的正极反应为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺以“”代表反应容器，“”代表导线，“”代表电极，“”代表小灯泡，在右侧方框（图4）内画出装置图并指出电极材料和电解质溶液，标出电源的正负极．

Answer 1

分析：（1）形成原电池的电极材料必须是活泼性不同的金属或导电的非金属；
（2）根据原电池中电子的流向判断金属的强弱，电压值越大，金属的活泼性越强；
（3）该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；
（4）正极反应为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，说明电解质溶液是可溶性的铁盐，负极为能和铁离子反应的金属．

解答：解：（1）形成原电池的电极材料必须是活泼性不同的金属或导电的非金属，铁电极和铁盘材料相同，塑料和陶瓷不导电，所以只有铝能作电极材料，铁、塑料和陶瓷都不能作电极材料，故选bcd；
（2）A-Cu连接时，电子从A→Cu，所以A的金属性大于铜；
    B--Cu连接时，电子从Cu→B，所以铜的金属性大于B；
   D--Cu连接时，电子从C→Cu，所以D的金属性大于铜；
   E--Cu连接时，电子从D→Cu，所以E的金属性大于铜；
根据题中信息和原电池原理，电子流出的一极是原电池的负极，是相对活泼的金属，所以A、D、E都比Cu活泼，金属活动性差值越大，电压表的示数越大．所以D最活泼，而活泼性比Cu差的是B．故答案为：D；B；
（3）该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：Cu；Zn；Cu²⁺+2e^-=Cu；Zn-2e^-=Fe²⁺；
（4）正极反应为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，说明电解质溶液是可溶性的铁盐，负极为能和铁离子反应的金属，正极为不如负极活泼的金属或导电的非金属材料，所以负极可以用铜，正极为碳，，故答案为：．

点评：本题考查了原电池原理，明确原电池电极材料的构成、正负极上得失电子、原电池的设计即可解答，难度较大．