Question

17．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”），锌片上发生的电极反应式是Zn-2e^-=Zn²⁺；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）锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，发生Zn与氢离子的电池反应，Zn失去电子；
（2）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，可知参加反应的Zn为60g-47g=13g，n（Zn）=$\frac{13g}{65g/mol}$=0.2mol，结合Zn～2e^-～H₂计算；
（3）能证明铁的金属活动性比铜强，则Fe易失去电子，可利用置换反应、原电池原理等比较金属性，以此来解答．

解答 解：（1）锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，发生Zn与氢离子的电池反应，Zn失去电子，则Zn为负极，负极反应为Zn-2e^-=Zn²⁺，银片上发生的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：负；Zn-2e^-=Zn²⁺； 2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）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，可知参加反应的Zn为60g-47g=13g，n（Zn）=$\frac{13g}{65g/mol}$=0.2mol，由Zn～2e^-～H₂可知，生成气体为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，转移电子为0.2mol×2=0.4mol，故答案为：4.48；0.4；
（3）①将铁片置于CuSO₄溶液中，由现象可知Fe置换出Cu，Fe易失去电子，则证明铁的金属活动性比铜强，故正确；
②将铁丝和铜丝分别在氯气燃烧，氯气为强氧化剂，均生成高价金属氯化物，不能比较金属性，故错误；
③将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中，由现象可知Fe与氢离子反应而Cu不能，Fe易失去电子，则证明铁的金属活动性比铜强，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，由现象可知Fe为负极，Fe易失去电子，则证明铁的金属活动性比铜强，故正确；
故答案为：①③④．

点评 本题考查原电池及金属性比较的实验探究，为高频考点，把握原电池原理及金属性比较的方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．