Question

16．（1）由Zn-Cu-硫酸溶液组成的原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了6.5g．回答下列问题：
①上述原电池的正极是：Cu，电极反应式：2H⁺+2e^-=H₂↑．
②若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，负极是：Zn，负极电极反应式：Zn-2e^-=Zn²⁺；正极电极反应式：Cu²⁺+2e^-═Cu．当电池输出相同的电量时，电池两极的质量差为12.9g．
（2）由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验．

装置
现象	二价金属A不断溶解	C的质量增加	A上有气体产生

根据实验现象回答下列问题：
①装置甲中负极的电极反应式是：A-2e^-═A²⁺．
②装置乙中正极的电极反应式是：Cu²⁺+2e^-═Cu．
③装置丙中溶液的pH变大（填“变大”、“变小”或“不变”）．
④四种金属活动性由强到弱的顺序是D＞A＞B＞C．

Answer 1

分析 （1）①活泼性强的金属作负极，活泼性弱的作正极，正极上溶液中的阳离子得电子；
②若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，仍是活泼性强的金属Zn作负极；根据转移电子相等计算生成氢气的体积，根据转移电子相同计算阴极上生成铜的质量，两个电极的差为减少的锌的质量与析出铜质量的和；
（2）甲装置中，二价金属A不断溶解说明该装置构成了原电池，且A失电子发生氧化反应而作负极，B作正极；
乙中C的质量增加，说明C上铜离子得电子发生还原反应，则C作原电池正极，B作负极；
丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作原电池正极，D作负极，
作原电池负极的金属活动性大于作正极金属，所以金属活动性强弱顺序是：D＞A＞B＞C．

解答 解：（1）①活泼性强的金属作负极，活泼性弱的作正极，正极上溶液中的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：Cu；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，仍是活泼性强的金属Zn作负极，Zn失去电子生成锌离子，其电极反应为：Zn-2e^-=Zn²⁺；正极上铜离子得电子生成Cu，电极反应式为：Cu²⁺+2e^-═Cu；电解硫酸铜溶液时，根据转移电子相等得析出铜的质量=$\frac{6.5g}{65g/mol}$=6.4g，两个电极的差为减少的锌的质量与析出铜质量的和，所以两个电极的质量差=6.5g+6.4g=12.9g；
故答案为：Zn；Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-═Cu；12.9g；
（2）①该装置中，二价金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而作负极，所以负极电极反应式为A-2e^-═A²⁺，故答案为：A-2e^-═A²⁺；
②乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-═Cu；
③丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，正极上氢离子逐渐析出而导致氢离子浓度逐渐减小，则溶液的pH逐渐增大，
故答案为：变大；
④通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C，故答案为：D＞A＞B＞C．

点评 本题考查原电池的工作原理，根据原电池电极上得失电子来判断正负极，侧重于基础知识的考查，题目难度不大，注意两极电极反应转移的电子数目相等．