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4.1.1原電池的工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點(diǎn)1.深入理解原電池的工作原理;整體性的認(rèn)識(shí)原電池的形成條件2.會(huì)書寫電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式;能根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池3.采用實(shí)驗(yàn)探究、列表比較,對(duì)比分析和討論歸納,宏微觀結(jié)合、突破教學(xué)重難點(diǎn),讓學(xué)生掌握原電池的工作原理、電極方程式書寫;并能獨(dú)立自主的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單原電池。4.結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際,學(xué)習(xí)原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際運(yùn)用。重點(diǎn):1.原電池的工作原理、形成條件。2.電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。難點(diǎn):原電池工作原理。知識(shí)01原電池的工作原理1.原電池的構(gòu)成條件(1)定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)構(gòu)成條件:一看反應(yīng):看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。二看兩電極:一般是活潑性不同的兩電極。三看是否形成閉合回路形成閉合回路需三個(gè)條件:(1)電解質(zhì)溶液;(2)兩電極直接或間接接觸;(3)兩電極插入電解質(zhì)溶液。2.實(shí)驗(yàn)探究將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個(gè)鹽橋連接起來(lái),然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接,并在中間串聯(lián)一個(gè)電流表,觀察現(xiàn)象。電池名稱單液電池雙液電池(鹽橋電池)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電流表指針偏轉(zhuǎn)電極變化鋅片逐漸溶解,銅片質(zhì)量增加電流變化一段時(shí)間后,電流逐漸衰減產(chǎn)生的電流持續(xù)、穩(wěn)定微觀探析鋅片的Zn失去電子形成Zn2+進(jìn)入溶液,質(zhì)量減輕;電子通過(guò)導(dǎo)線傳遞到銅片上形成電流,電流表指針偏轉(zhuǎn);溶液中的Cu2+在銅片獲得電子變成Cu沉積在銅片上,質(zhì)量增加。符號(hào)表征電極反應(yīng)式Zn片:Zn2eˉ=Zn2+(氧化反應(yīng))Cu片:Cu2++2eˉ=Cu(還原反應(yīng))電池總反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2++Cu能量轉(zhuǎn)換化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能3.原電池工作原理示意圖(1)原電池閉合回路的形成有多種方式,可以是導(dǎo)線連接兩個(gè)電極,也可以是兩電極相接觸。(2)電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng),與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。(3)無(wú)論在原電池還是在電解池中,電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。1.若將CuSO4溶液換成稀硫酸能形成電流嗎?答:能。2.可以將鋅銅原電池中的Cu電極換成石墨嗎?為什么?答:可以;因?yàn)镃u在該原電池中起到傳遞電子的作用,其本身并未參與電極反應(yīng),所以可以把Cu電極換成能導(dǎo)電的石墨。3.原電池輸出電能的能力,主要取決于什么?答:組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力。4.什么是鹽橋?答:裝有含KCl飽和溶液的瓊膠,膠體不移動(dòng),離子可在其中自由移動(dòng)。5.取出鹽橋,電流表的指針有何變化?答:取出鹽橋指針回到零點(diǎn)6.鹽橋有什么作用?答:(1)構(gòu)成閉合回路,形成原電池;(2)避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng),有利于最大限度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;(3)鹽橋中的陰、陽(yáng)離子定向遷移,使電解質(zhì)溶液保持電中性,反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行,能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定放電。7.在原電池中,鹽橋中的陰、陽(yáng)離子是如何移動(dòng)的?為什么?答:以銅鋅原電池為例,負(fù)極Zn失電子生成Zn2+進(jìn)入左池,因此左池中離子所帶的正電荷增多,我們知道電解質(zhì)溶液是保持電中性的,因此鹽橋中的陰離子向左移動(dòng)即向負(fù)極移動(dòng),同樣道理,鹽橋中的陽(yáng)離子向右移動(dòng)即向正極移動(dòng)。判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)在原電池中,發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極()(2)在鋅銅原電池中,因?yàn)橛须娮油ㄟ^(guò)電解質(zhì)溶液形成閉合回路,所以有電流產(chǎn)生()(3)在原電池中,負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)()(4)在原電池中,正極本身一定不參與電極反應(yīng),負(fù)極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)()(5)在鋅銅原電池中,因?yàn)橛须娮油ㄟ^(guò)電解質(zhì)溶液形成閉合回路,所以有電流產(chǎn)生()(6)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極,活潑金屬一定作負(fù)極()(7)原電池工作時(shí),溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng),鹽橋中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)()(8)鹽橋可以把負(fù)極區(qū)的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移到正極區(qū),把正極區(qū)的陰離子轉(zhuǎn)移到負(fù)極區(qū)()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×知識(shí)02原電池原理的應(yīng)用1.加快氧化還原反應(yīng)的速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快,例如,在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液,CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu,從而形成Cu-Zn微小原電池,加快產(chǎn)生H2的速率。2.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱3.設(shè)計(jì)原電池實(shí)例:(1)根據(jù)反應(yīng)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,設(shè)計(jì)的原電池為:(2)根據(jù)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag設(shè)計(jì)電池:或1.一般電極反應(yīng)式的書寫方法(1)定電極,標(biāo)得失。按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物,找出得失電子的數(shù)量。(2)看環(huán)境,配守恒。電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在,如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)讓其結(jié)合OH-生成水。電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。(3)兩式加,驗(yàn)總式。兩電極反應(yīng)式相加,與總反應(yīng)方程式對(duì)照驗(yàn)證。2.已知總反應(yīng)式,書寫電極反應(yīng)式(1)分析化合價(jià),確定正極、負(fù)極的反應(yīng)物與反應(yīng)產(chǎn)物。(2)在電極反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù),使得失電子守恒。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒配平電極反應(yīng)式。(4)復(fù)雜電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式-簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式。判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)理論上說(shuō),任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池()(2)反應(yīng)AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O可以設(shè)計(jì)成原電池()(3)某原電池反應(yīng)為Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,裝置中一定是銀作正極()(4反應(yīng)CaO+H2O=Ca(OH)2可以放出大量的熱,故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能()(5)某原電池反應(yīng)為Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液()(6)一定量的稀鹽酸跟過(guò)量鋅粉反應(yīng)時(shí),為了加快反應(yīng)速率又不影響生成H2的總量,可加入少量CuSO4溶液()(7)把Fe片和Cu片放入稀硫酸中,并用導(dǎo)線把二者相連,觀察到Cu片上產(chǎn)生大量氣泡,說(shuō)明Cu與H2SO4能發(fā)生反應(yīng)而Fe被鈍化()(8)因?yàn)殍F的活潑性強(qiáng)于銅,所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硝酸中,若能組成原電池,必是鐵作負(fù)極、銅作正極()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×題型一原電池的工作原理【典例1】如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置,下列敘述中正確的是()A.電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng),作原電池的負(fù)極B.電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=CuC.該原電池的總反應(yīng)為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+D.鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂,其作用是傳遞電子【答案】C【解析】該原電池的總反應(yīng)為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng),作原電池的正極,電極反應(yīng)式為2Fe3++2e-=2Fe2+,電極Ⅱ?yàn)樵姵刎?fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+。鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂,其作用是連接內(nèi)電路,平衡電荷?!咀兪?】如圖所示,在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是()A.外電路的電流方向?yàn)椋篨→外電路→YB.若兩電極分別為Fe和碳棒,則X為碳棒,Y為FeC.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D.若兩電極都是金屬,則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄>Y【答案】D【解析】外電路的電子流向?yàn)閄→外電路→Y,電流方向與其相反,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若兩電極分別為Fe和碳棒,則Y為碳棒,X為Fe,B項(xiàng)錯(cuò)誤;X極失電子,作負(fù)極,Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng),X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解質(zhì)溶液為稀硫酸,兩金屬作電極,誰(shuí)活潑誰(shuí)作負(fù)極,D項(xiàng)正確。判斷原電池正、負(fù)極的五種方法原電池電極及電極反應(yīng)特點(diǎn)(1)負(fù)極為電子流出極,相對(duì)活潑,通常是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬或某些還原劑,電極被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)正極為電子流入極,相對(duì)不活潑,通常是活動(dòng)性較差的金屬或非金屬導(dǎo)體,一般是電解質(zhì)溶液中的氧化性強(qiáng)的離子被還原或電極上附著物本身被還原,發(fā)生還原反應(yīng)。題型二比較金屬的活潑性【典例2】有a、b、c、d四個(gè)金屬電極,有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:實(shí)驗(yàn)裝置部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減??;b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生;c極無(wú)變化d極溶解;c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是()A.a(chǎn)>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a(chǎn)>b>d>c【答案】C【解析】把四個(gè)實(shí)驗(yàn)從左到右分別編號(hào)為①、②、③、④,則由實(shí)驗(yàn)①可知,a作原電池負(fù)極,b作原電池正極,金屬活動(dòng)性:a>b;由實(shí)驗(yàn)②可知,b極有氣體產(chǎn)生,c極無(wú)變化,則活動(dòng)性:b>c;由實(shí)驗(yàn)③可知,d極溶解,c極有氣體產(chǎn)生,c作正極,則活動(dòng)性:d>c;由實(shí)驗(yàn)④可知,電流從a極流向d極,則d極為原電池負(fù)極,a極為原電池正極,則活動(dòng)性:d>a;綜上所述可知活動(dòng)性:d>a>b>c,故選C?!咀兪?】有A、B、C、D四塊金屬片,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),據(jù)此判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是()①A、B用導(dǎo)線相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,A極為負(fù)極;②C、D用導(dǎo)線相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,電流由D→導(dǎo)線→C;③A、C相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,C極產(chǎn)生大量氣泡;④B、D相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,D極發(fā)生氧化反應(yīng)。A.A>C>D>BB.A>B>C>DC.C>A>B>DD.B>D>C>A【答案】A【解析】①活潑性較強(qiáng)的金屬作原電池的負(fù)極,A、B用導(dǎo)線相連后,同時(shí)插入稀H2SO4中,A極為負(fù)極,則活動(dòng)性:A>B;②C、D用導(dǎo)線相連后,同時(shí)浸入稀硫酸中,電子由負(fù)極→導(dǎo)線→正極,電流方向與電子方向相反,電流由正極D→導(dǎo)線→負(fù)極C,則活動(dòng)性:C>D;③A、C相連后,同時(shí)浸入稀硫酸中,C極產(chǎn)生大量氣泡,說(shuō)明C為原電池的正極,較不活潑,則活動(dòng)性:A>C;④B、D相連后,同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中,D極發(fā)生氧化反應(yīng),說(shuō)明D為原電池的負(fù)極,則活動(dòng)性:D>B;所以有:A>C>D>B,A項(xiàng)正確。利用原電池原理比較A、B兩種金屬活潑性的方法:將A、B兩種金屬用導(dǎo)線連接后,插入到稀硫酸中,一段時(shí)間后,若觀察到A溶解,而B上有氣體放出,則說(shuō)明A作負(fù)極,B作正極,即可以斷定金屬活潑性A>B。題型三加快反應(yīng)速率【典例3】一定量的稀鹽酸跟過(guò)量鋅粉反應(yīng)時(shí),為了加快反應(yīng)速率又不影響生成H2的總量,可采取的措施是()A.加入少量稀NaOH溶液B.加入少量CH3COONa固體C.加入少量NH4HSO4固體D.加入少量CuSO4溶液【答案】D【解析】A中加入NaOH溶液,消耗鹽酸,氫氣的生成量會(huì)減少,錯(cuò)誤;B中加入CH3COO-會(huì)結(jié)合H+,生成醋酸,減慢反應(yīng)速率,錯(cuò)誤;C中加入NH4HSO4固體,增加了H+的量,生成的氫氣會(huì)增多,錯(cuò)誤;D中加入少量CuSO4溶液,Zn置換出少量Cu附著在鋅表面,形成原電池可以加快反應(yīng)速率,并且沒(méi)有影響氫氣的生成量,正確?!咀兪?】把符合題意的圖像填在橫線上(用A、B、C、D表示)。(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過(guò)量的稀硫酸,同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液,產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系是________。(2)將過(guò)量的兩份鋅粉a、b分別加入定量的稀硫酸,同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液,產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系是________。(3)將(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液,其他條件不變,則圖像是________?!敬鸢浮?1)A(2)B(3)C【解析】(1)加入CuSO4溶液,Zn置換出Cu,形成原電池,加快反應(yīng)速率,a中Zn減少,H2體積減??;(2)由于鋅粉過(guò)量,H2SO4定量,產(chǎn)生H2的體積一樣多;(3)當(dāng)把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液時(shí),由于CH3COO-+H+CH3COOH,a中c(H+)減小,反應(yīng)速率減小,但產(chǎn)生H2的體積不變。改變Zn與H+反應(yīng)速率的方法(1)加入Cu或CuSO4,形成原電池,加快反應(yīng)速率,加入Cu不影響Zn的量,但加入CuSO4,Zn的量減少,是否影響產(chǎn)生H2的量,應(yīng)根據(jù)Zn、H+的相對(duì)量多少進(jìn)行判斷。(2)加入強(qiáng)堿弱酸鹽,由于弱酸根與H+反應(yīng),使c(H+)減小,反應(yīng)速率減小,但不影響產(chǎn)生H2的總量。題型四設(shè)計(jì)原電池【典例3】依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示(鹽橋?yàn)槭⒂蠯NO3飽和溶液的瓊脂的U形管)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)電極X的材料是Cu;電解質(zhì)Y是AgNO3(填化學(xué)式)。

(2)銀電極為電池的正極,其電極反應(yīng)式為Ag++e=Ag。

(3)鹽橋中的NO3移向Cu(NO3)2溶液。

【答案】(1)CuAgNO3(2)正Ag++e=Ag

(3)Cu(NO3)2?!窘馕觥扛鶕?jù)反應(yīng)原理:2Ag+(aq)+Cu(s)=q)+2Ag(s)可知,X應(yīng)為銅電極,而Y應(yīng)為硝酸銀溶液。由于反應(yīng)中銅元素的化合價(jià)升高,而銀元素的化合價(jià)降低,則銀電極為正極,銅電極為負(fù)極?!咀兪?】如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)易的原電池裝置,回答下列問(wèn)題。(1)若a為鎂、b為CuCl2,則正極材料為____________,負(fù)極上的電極反應(yīng)式為____________________。(2)若a為鎂、b為NaOH,則Mg極上發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),負(fù)極上的電極反應(yīng)式為____________________。(3)若a為銅、b為濃硝酸,則電流的方向?yàn)開_______,正極上的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(4)上述事實(shí)表明,確定原電池中電極的類型時(shí),不僅要考慮電極材料本身的性質(zhì),還要考慮____________________?!敬鸢浮?1)AlMg-2e-=Mg2+(2)還原Al-3e-+4OH-=AlOeq\o\al(-,2)+2H2O(3)鋁→銅2H++NOeq\o\al(-,3)+e-=H2O+NO2↑(4)電解質(zhì)的性質(zhì)【解析】(1)鎂、鋁均能與CuCl2溶液反應(yīng),但鎂比鋁活潑,故鎂失去電子做負(fù)極。(2)鋁能與NaOH溶液反應(yīng)而鎂不能,鋁做負(fù)極失去電子變成AlOeq\o\al(-,2),電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-=AlOeq\o\al(-,2)+2H2O。(3)常溫下鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化,故銅失去電子做負(fù)極,正極上是NOeq\o\al(-,3)得到電子生成NO2。原電池設(shè)計(jì)步驟【基礎(chǔ)鞏固】1.下列裝置中能構(gòu)成原電池的是()A. B. C. D.【答案】B【解析】A項(xiàng),銅棒與鋅棒均不與酒精反應(yīng),且純酒精不導(dǎo)電,不能構(gòu)成原電池,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),石墨與鋅棒在稀硫酸溶液中搭接的部分可以形成原電池,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),放置鋅棒與銅棒的兩個(gè)燒杯之間缺少鹽橋,溶液相互間不導(dǎo)電,不能構(gòu)成原電池,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),石墨與稀硫酸不反應(yīng),電極相同,不能構(gòu)成原電池,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選B。2.在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鐵片和銅片,下列說(shuō)法正確的是()A.鐵片上有氣泡逸出 B.電子通過(guò)導(dǎo)線由銅流向鐵C.溶液中H+向銅片移動(dòng) D.鐵片上發(fā)生氧化反應(yīng):Fe3e=Fe3+【答案】C【解析】該裝置中,F(xiàn)e比Cu易失電子,F(xiàn)e作負(fù)極、Cu作正極,負(fù)極上電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+,正極上電極反應(yīng)式為2H++2e=H2↑,電子流入的電極是正極、流出的電極為負(fù)極。A項(xiàng),銅是正極,正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H++2e=H2↑,所以可觀察到氣泡產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),負(fù)極是電子流出的電極,電子通過(guò)導(dǎo)線由鐵流向銅,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),原電池中陽(yáng)離子移向正極,則溶液中H+向銅片移動(dòng),故C正確;D項(xiàng),鐵失電子而作負(fù)極,所以鐵片逐漸溶解,電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+,故D錯(cuò)誤;故選C。3.有甲、乙兩個(gè)裝置,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.甲、乙裝置中,Zn的質(zhì)量均減小B.甲、乙裝置中,Cu上均有氣泡產(chǎn)生C.化學(xué)反應(yīng)速率:乙>甲D.甲中H+移向Zn,乙中H+移向Cu【答案】B【解析】甲、乙裝置中鋅都失電子生成鋅離子進(jìn)入溶液,所以鋅的質(zhì)量均減小,A正確;甲裝置中,鋅和氫離子發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣,所以鋅棒上產(chǎn)生氣泡,乙裝置構(gòu)成原電池,氫離子在正極銅上得電子生成氫氣,B錯(cuò)誤;甲不能構(gòu)成原電池,乙能構(gòu)成原電池,作原電池負(fù)極的金屬被腐蝕速率大于金屬直接和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的速率,所以反應(yīng)速率乙大于甲,C正確;甲中氫離子在鋅上得電子發(fā)生還原反應(yīng),乙中氫離子在銅上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以甲中H+移向Zn,乙中H+移向Cu,D正確。4.某實(shí)驗(yàn)興趣小組以Zn和Cu為電極,稀硫酸為電解質(zhì)溶液研究原電池,并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了拓展,以下實(shí)驗(yàn)記錄錯(cuò)誤的是()A.銅片上有氣泡產(chǎn)生,鋅片逐漸溶解 B.電子在溶液中從Cu電極流向Zn電極C.把銅片換成石墨,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同 D.把稀硫酸換成硫酸銅溶液,電流計(jì)指針依然偏轉(zhuǎn)【答案】B【解析】A項(xiàng),銅片正極上會(huì)析出氫氣即有氣泡產(chǎn)生,負(fù)極鋅片逐漸溶解,故A不選;B項(xiàng),電子不能經(jīng)過(guò)電解質(zhì),而是沿導(dǎo)線從負(fù)極流向正極,故B選;C項(xiàng),把銅片換成石墨,仍具備原電池的構(gòu)成條件,會(huì)產(chǎn)生電流,鋅做負(fù)極,石墨做正極,電極上生成氫氣,故C不選;D項(xiàng),以Zn和Cu為電極,硫酸銅為電解質(zhì)溶液,發(fā)生的氧化還原反應(yīng)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,仍具備原電池的構(gòu)成條件,可以形成原電池,會(huì)產(chǎn)生電流,故D不選;故選B。5.某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn+2FeCl3ZnCl2+2FeCl2,設(shè)計(jì)了如圖所示的原電池裝置,下列說(shuō)法正確的是()A.Zn為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B.b電極反應(yīng)式為2Fe3++2e-2Fe2+C.電子流動(dòng)方向是a電極→FeCl3溶液→b電極D.電池的正極材料可以選用石墨、鉑電極,也可以用銅【答案】D【解析】根據(jù)Cl-的移動(dòng)方向可知,b電極為負(fù)極,a電極為正極,根據(jù)電池反應(yīng)式可知,Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),即b電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子流動(dòng)方向是b電極→導(dǎo)線→a電極,C項(xiàng)錯(cuò)誤;正極材料的活潑性應(yīng)比負(fù)極材料弱,D項(xiàng)正確。6.如圖所示裝置中,電流表G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)Y極逐漸變粗,X極逐漸變細(xì)。下列判斷正確的是()A.X是Zn,Y是Cu,Z為H2SO4溶液B.X是Cu,Y是Zn,Z為H2SO4溶液C.X是Zn,Y是Cu,Z為酒精溶液D.X是Zn,Y是Cu,Z為CuSO4溶液【答案】D【解析】該原電池中,Y極逐漸變粗,X極逐漸變細(xì),說(shuō)明X作負(fù)極,Y作正極,X的活潑性必須大于Y的活潑性,所以排除B選項(xiàng);酒精是非電解質(zhì),不能形成原電池,排除選項(xiàng)C;Y極逐漸變粗,說(shuō)明Y極有金屬析出,A選項(xiàng)析出氫氣不是金屬,D選項(xiàng)析出金屬銅,所以D符合題意。故選D。7.已知Ag+的氧化性強(qiáng)于Co2+的氧化性,則關(guān)于下圖所示原電池裝置的說(shuō)法中,正確的是()A.Co電極是原電池的正極B.鹽橋中可填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物C.該原電池的正極反應(yīng)式為Ag++e=AgD.鹽橋中的電解質(zhì)陰離子向右側(cè)燒杯移動(dòng)【答案】C【解析】A項(xiàng),因?yàn)锳g+的氧化性強(qiáng)于Co2+的氧化性,故Co比Ag易失電子,故Co電極為負(fù)極,Ag電極為正極,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),本裝置的銀半電池中離子為Ag+,若鹽橋中填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物,則Ag+與Cl反應(yīng)生成AgCl沉淀,因此鹽橋中不可填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),由分析可知,銀電極為正極,正極反應(yīng)式為:Ag++e=Ag,C正確;D項(xiàng),原電池中陰離子移向負(fù)極,即陰離子向左側(cè)燒杯移動(dòng),D錯(cuò)誤;故選C。8.課堂學(xué)習(xí)中,同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置B.原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成C.圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時(shí),導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流D.圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時(shí),電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片【答案】D【解析】原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,A正確;原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成,B正確;圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時(shí),構(gòu)成原電池,導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流,C正確;圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時(shí),鋅片作負(fù)極,電子由鋅片通過(guò)導(dǎo)線流向銅片,D錯(cuò)誤。9.研究小組進(jìn)行如下表所示的原電池實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象連接好裝置5分鐘后,靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),兩側(cè)銅片表面均無(wú)明顯現(xiàn)象連接好裝置。開始時(shí)左側(cè)鐵片表面持續(xù)產(chǎn)生氣泡,5分鐘后,靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),右側(cè)鐵片表面無(wú)明顯現(xiàn)象下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述中,正確的是()A.兩裝置的鹽橋中,陽(yáng)離子均向右側(cè)移動(dòng)B.實(shí)驗(yàn)①中,左側(cè)的銅被腐蝕C.實(shí)驗(yàn)②中,連接裝置5分鐘后,左側(cè)電極的電極反應(yīng)式為:2H++2e-=H2↑D.實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②中,均有O2得電子的反應(yīng)發(fā)生【答案】D【解析】A項(xiàng),①電子移動(dòng)的方向從負(fù)極流向正極,即左側(cè)銅為正極,右側(cè)銅為負(fù)極,根據(jù)原電池工作原理,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),即向左側(cè)移動(dòng),②5min后,靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),說(shuō)明左側(cè)鐵作負(fù)極,右側(cè)鐵作正極,根據(jù)原電池的工作原理,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),即向右側(cè)移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)A選項(xiàng)分析,實(shí)驗(yàn)①中左側(cè)銅沒(méi)有被腐蝕,右側(cè)銅被腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),實(shí)驗(yàn)②中連接好裝置,5分鐘后,靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),說(shuō)明左側(cè)鐵作負(fù)極,右側(cè)鐵作正極,即左側(cè)電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),實(shí)驗(yàn)①左側(cè)電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O,實(shí)驗(yàn)②5min后,右側(cè)鐵片電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-,均是吸氧腐蝕,D項(xiàng)正確。10.銅鋅原電池為電化學(xué)建構(gòu)認(rèn)識(shí)模型奠定了重要的基礎(chǔ),懂得原理才能真正做到舉一反三,應(yīng)用到其他復(fù)雜的電池分析中。鹽橋中裝有瓊脂凝膠,內(nèi)含氯化鉀。下面兩種原電池說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.原電池Ⅰ和Ⅱ的反應(yīng)原理都是Zn+Cu2+=Zn2++CuB.電池工作時(shí),導(dǎo)線中電子流向?yàn)閆n→CuC.正極反應(yīng)為Zn2e=Zn2+,發(fā)生還原反應(yīng)D.電池工作時(shí),鹽橋中的K+向右側(cè)燒杯移動(dòng),Cl向左側(cè)燒杯移動(dòng)【答案】C【解析】在原電池中,若兩金屬做電極,一般活潑金屬做負(fù)極,不活潑金屬做正極。Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)原電池裝置中,都是鋅做負(fù)極,銅做正極。A項(xiàng),原電池Ⅰ和Ⅱ中,Zn為負(fù)極,Cu為正極,CuSO4為電解質(zhì)溶液,工作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故A正確;B項(xiàng),在原電池中,負(fù)極鋅失去電子,經(jīng)外電路流向正極銅,故B正確;C項(xiàng),正極反應(yīng)為Cu2++2e=Cu,發(fā)生還原反應(yīng),故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),在原電池內(nèi)部,陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極,裝置Ⅱ中,右側(cè)燒杯中的銅為正極,左側(cè)燒杯中的鋅為負(fù)極,所以鹽橋中的K+向右側(cè)燒杯移動(dòng),Cl向左側(cè)燒杯移動(dòng),故D正確;故選C。11.如圖為發(fā)光二極管連接檸檬電池裝置,下列說(shuō)法不正確的是()A.負(fù)極的電極反應(yīng)為:Fe-2e-=Fe2+B.電子由Fe環(huán)經(jīng)導(dǎo)線流向發(fā)光二極管C.銅線作為檸檬電池的正極D.可將檸檬替換成盛裝酒精溶液的裝置【答案】D【解析】A項(xiàng),F(xiàn)e作負(fù)極失電子,發(fā)生Fe-2e-=Fe2+,A正確;B項(xiàng),F(xiàn)e作負(fù)極,Cu作正極,電子流向?yàn)镕e→發(fā)光二極管→Cu,B正確;C項(xiàng),結(jié)合B可知,Cu作正極,C正確;D項(xiàng),酒精是非電解質(zhì),不能作電解質(zhì)溶液形成原電池,D錯(cuò)誤。故選D。12.如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置,下列敘述中正確的是()A.電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng),作原電池的負(fù)極B.該原電池的總反應(yīng)為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+C.電極Ⅱ的電極反應(yīng)為Cu2++2e=CuD.鹽橋中裝有含瓊膠的氯化鉀飽和溶液,其作用是傳遞電子【答案】B【解析】在該原電池中,存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,故電極Ⅱ是負(fù)極,電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2+,電極Ⅰ是正極,電極反應(yīng)式為Fe3++e=Fe2+。A項(xiàng),電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng),作原電池的正極,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),該原電池的總反應(yīng)為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,故B正確;C項(xiàng),電極Ⅱ的電極反應(yīng)為Cu2e=Cu2+,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),鹽橋中裝有含瓊膠的氯化鉀飽和溶液,其作用是傳遞陰、陽(yáng)離子,而不是電子,故D錯(cuò)誤;故選B。13.銅鋅原電池如圖所示,電解質(zhì)溶液為硫酸銅。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.鋅電極將逐漸被腐蝕B.銅電極為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)C.銅電極上的反應(yīng)為:Cu2++2e=CuD.電子從鋅電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅電極【答案】B【解析】A項(xiàng),鋅為原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為:Zn2e=Zn2+,逐漸被腐蝕,A正確;B項(xiàng),銅電極為原電池的正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;C項(xiàng),銅電極為原電池的正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:Cu2++2e=Cu,C正確;D項(xiàng),電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向正極,所以電子從鋅電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅電極,D正確;故選B。14.鹽水小汽車是一款神奇的玩具,只要在小汽車尾部動(dòng)力部位加幾滴NaCl溶液,小汽車就可以跑動(dòng)起來(lái),其電池結(jié)構(gòu)如下圖:下列關(guān)于該電池的說(shuō)法中不正確的是()A.該電池工作時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.鋅為電池的負(fù)極,石墨為電池的正極C.正極的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-=4OHD.電解質(zhì)溶液中Na+向鋅片方向運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】A項(xiàng),該電池工作時(shí),構(gòu)成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A正確;B項(xiàng),鋅活動(dòng)性較強(qiáng)失去發(fā)生氧化反應(yīng),為電池的負(fù)極;石墨為電池的正極,B正確;C項(xiàng),空氣中氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-=4OH,C正確;D項(xiàng),原電池中陽(yáng)離子向正極運(yùn)動(dòng),故電解質(zhì)溶液中Na+向石墨方向運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤;故選D。15.某原電池裝置示意圖如圖所示,下列有關(guān)該原電池的說(shuō)法正確的是()A.鋅片是正極,鐵片是負(fù)極B.鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng):2H++2e=H2↑C.電子由鐵電極經(jīng)導(dǎo)線流向鋅電極D.如果將鋅片換成銅片,電路中的電流方向改變【答案】D【解析】A項(xiàng),Zn易失電子作負(fù)極、Fe作正極,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),鐵片上電極反應(yīng)式為2H++2e=H2↑,故B錯(cuò)誤;C.電子從鋅電極沿導(dǎo)線流向鐵電極,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),Zn作負(fù)極、Fe作正極時(shí),電流從Fe沿導(dǎo)線流向Zn,如果將鋅片換成Cu,F(xiàn)e是負(fù)極、Cu是正極,則電流從Cu流向Fe,所以電路中的電流方向?qū)?huì)改變,故D正確;故選D。16.用如圖所示裝置探究原電池的工作原理,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中正極上發(fā)生的反應(yīng)為:2H++2e=H2↑B.乙圖中鋅片變細(xì),銅棒變粗C.丙圖中Zn片上發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的Cu2+向銅電極移動(dòng)D.若乙圖與丙圖中鋅片減輕的質(zhì)量相等,則兩裝置中還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為【答案】D【解析】A項(xiàng),甲圖沒(méi)有形成完整的回路,不能形成原電池,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),乙圖中活潑金屬鋅作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:Zn2e=Zn2+,銅為正極,電極反應(yīng)為:2H++2e=H2↑,所以鋅片變細(xì),銅棒不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),丙圖中構(gòu)成原電池,活潑金屬鋅作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),銅為正極,溶液中的Cu2+向正極移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),乙圖與丙圖中負(fù)極反應(yīng)相同,都為Zn2e=Zn2+,乙圖與丙圖中正極上的反應(yīng)分別為:2H++2e=H2↑、Cu2++2e=Cu,若乙圖與丙圖鋅片減輕的質(zhì)量相等,即失去電子的物質(zhì)的量相等,依據(jù)電子守恒計(jì)算乙圖與丙圖中還原產(chǎn)物的質(zhì)量比2:64=1:32,D項(xiàng)正確;故選D。17.圖甲和圖乙均是雙液原電池裝置。下列說(shuō)法不正確的是()A.甲中電池總反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq)B.反應(yīng)2Ag(s)+Cd2+(aq)Cd(s)+2Ag+(aq)能夠發(fā)生C.鹽橋的作用是形成閉合回路,并使兩邊溶液保持電中性D.乙中有1mol電子通過(guò)外電路時(shí),正極有108gAg析出【答案】B【解析】由甲可知Cd的活動(dòng)性強(qiáng)于Co,由乙可知Co的活動(dòng)性強(qiáng)于Ag,即Cd的活動(dòng)性強(qiáng)于Ag,故Ag不能置換出Cd,B項(xiàng)錯(cuò)誤。18.某水處理劑由納米鐵粉附著在多孔炭粉的表面復(fù)合而成,利用原電池原理處理弱酸性廢水中的NO3時(shí),其表面發(fā)生如圖所示反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是A.電池工作時(shí),H+向負(fù)極移動(dòng)B.正極附近溶液的酸性增強(qiáng)C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe3e=Fe3+D.與單獨(dú)使用納米鐵粉相比,該水處理劑能加快NO3的去除速率【答案】D【解析】納米鐵粉作負(fù)極,F(xiàn)e2e=Fe2+,硝酸根離子在正極上得電子還原成銨離子NO3+10H++8e=NH4++3H2O。A項(xiàng),電池工作時(shí),H+向正極移動(dòng),故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),硝酸根離子在正極上得電子還原成銨離子NO3+10H++8e=NH4++3H2O,正極附近溶液的酸性減弱,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),利用原電池原理,加快反應(yīng)速率,與單獨(dú)使用納米鐵粉相比,該水處理劑能加快NO3的去除速率,故D正確;故選D。【培優(yōu)競(jìng)賽】19.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示(鹽橋?yàn)槭⒂蠯NO3瓊脂的U形管)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)電極X的材料是___________,其電極反應(yīng)式為___________。(2)電解質(zhì)溶液Y是___________(填化學(xué)式),銀電極為電池的___________極。(3)鹽橋中的NO3移向___________(填“左燒杯”或“右燒杯”)?!敬鸢浮?1)CuCu2e=Cu2+(2)AgNO3正極(3)左燒杯【解析】(1)由圖可知,左邊半電池中是硝酸銅溶液,右邊半電池中電極是銀,則可判斷左邊半電池中的電極材料X是Cu,其電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2+。(2)右邊半電池中電極是銀,則右邊的半電池中Y是AgNO3溶液,根據(jù)電池反應(yīng)式,可知銀電極為電池的正極。(3)左邊半電池在放電過(guò)程中,溶液中產(chǎn)生大量的銅離子,則鹽橋中的NO3離子移向左燒杯中和過(guò)量的正電荷。20.某實(shí)驗(yàn)小組自制如圖水果電池,探究影響電池效果的因素有哪些,制成記錄表格如下:序號(hào)電極電極距離(cm)水果種類電流表(μA)①Cu—Al西紅柿②Cu—Fe西紅柿③Al—Al西紅柿0④Cu—Al檸檬⑤Cu—Al檸檬(1)水果電池中,水果的作用是___________。(2)實(shí)驗(yàn)①②③的目的是探究___________。對(duì)比實(shí)驗(yàn)①②③得出的結(jié)論是___________。(3)欲得出水果種類對(duì)電池效果有影響的結(jié)論,需要對(duì)比實(shí)驗(yàn)___________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。(4)如果將實(shí)驗(yàn)裝置中的水果換成CuSO4溶液,電極材料用Cu和Al組成原電池。則負(fù)極上電極反應(yīng)式:___________;正極的現(xiàn)象是___________;原電池總離子方程式:___________。【答案】(1)作(提供)電解質(zhì)溶液(2)電極材料對(duì)電池效果(或電流)的影響在其他條件相同時(shí),電極材料活潑性相差越大,電池效果越好(3)①④(4)Al3e=Al3+銅電極上有紅色物質(zhì)附著(或銅電極變粗)2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu【解析】(1)水果中含有電解質(zhì)溶液,則水果電池中,水果的作用是作(提供)電解質(zhì)溶液。(2)實(shí)驗(yàn)①②③中,電極距離和水果種類相同,只有電極材料不同,而電流計(jì)的示數(shù)不同,由此可知這三個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比探究了電極材料對(duì)電池效果(或電流)的影響,依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出在其他條件相同時(shí),電極材料活潑性相差越大,電池效果越好;(3)欲得出“水果種類對(duì)電池效果有影響”的結(jié)論,就需要選擇其他條件相同,只有水果種類不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,如實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)④;故填:①④;(4)鋁是活潑金屬,銅是不活潑的金屬,如果將實(shí)驗(yàn)裝置中的水果換成CuSO4溶液,電極材料用Cu和Al組成原電池,則負(fù)極是鋁,銅是正極,負(fù)極上電極反應(yīng)式為Al3e=Al3+,銅離子在正極放電析出銅,因此正極的現(xiàn)象是銅電極上有紅色物質(zhì)附著(或銅電極變粗),原電池總離子反應(yīng)方程式為2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu。21.某?;瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu的金屬活動(dòng)性,他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:方案Ⅰ:有人提出將大小相等的鐵片和銅片,分別同時(shí)放入稀硫酸(或稀鹽酸)中,觀察產(chǎn)生氣泡的快慢,據(jù)此確定它們的活動(dòng)性。該原理的離子方程式為________________________。方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池,以確定它們的活動(dòng)性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖,標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液,并寫出電極反應(yīng)式。正極:__________________________;負(fù)極:_________________________。方案Ⅲ:結(jié)合你所學(xué)的知識(shí),幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu活動(dòng)性的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案(與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):___________________________,用離子方程式表示其反應(yīng)原理:_____________________________。【答案】方案Ⅰ:Fe+2H+=Fe2++H2↑方案Ⅱ:2H++2e-=H2↑(或Cu2++2e-=Cu)Fe-2e-=Fe2+方案Ⅲ:把一個(gè)光潔的鐵片插入CuSO4溶液中,觀察現(xiàn)象Fe+Cu2+=Fe2++Cu【解析】方案Ⅰ:鐵可以和稀硫酸(或稀鹽酸)反應(yīng)生成H2,而Cu在金屬活動(dòng)性順序表中位于H的后面,不能置換出酸中的H。方案Ⅱ:利用原電池原理證明金屬活動(dòng)性Fe>Cu,可以把鐵片作為原電池的負(fù)極,銅片作為原電池的正極,稀硫酸作電解質(zhì)溶液,按要求組成閉合回路,畫出裝置圖,并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。也可以設(shè)計(jì)鹽橋組成原電池。方案Ⅲ:可以利用金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)驗(yàn)證金屬的活動(dòng)性。把鐵片插入CuSO4溶液中,觀察現(xiàn)象。22.某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O設(shè)計(jì)如下原電池,其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol·L-1,溶液的體積均為200mL,鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)此原電池的正極是石墨__________(填“a”或“b”),發(fā)生________反應(yīng)。(2)電池工作時(shí),鹽橋中的SOeq\o\al(2-,4)移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲________________;乙______________。(4)若不考慮溶液的體積變化,MnSO4濃度變?yōu)?.5mol·L-1,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為________mol?!敬鸢浮?1)a還原

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