Question

4．某同學想利用原電池反應探究Zn和Cu的金屬活動性順序．請你幫他選擇適宜的材料和試劑設計一個原電池，并完成下列實驗報告：
實驗目的：探究Zn和Cu的金屬活動性順序
（1）電極材料：正極：銅片；負極：鋅片；電解質溶液為H₂SO₄溶液．
（2）寫出正極反應式：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（3）請畫出該原電池裝置圖：
實驗現象：負極不斷溶解，正極上氣泡產生
實驗結論：金屬活動性Zn＞Cu．

Answer 1

分析 利用置換反應Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，據此設計原電池時，鋅為負極，銅為正極，工作時，正極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，負極反應式為Zn-2e-=Zn²⁺，Zn逐漸溶解，據此分析解答．

解答 解：（1）利用反應Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑設計原電池時，根據反應可知，Zn為負極，則正極可以是活潑性不如Zn的金屬如Cu等，也可以是碳棒，電解質溶液是稀硫酸，
故答案為：銅片；鋅片；
（2）正極上氫離子導致發生還原反應生成氫氣，所以正極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）負極是Zn、Cu是正極，電解質溶液是稀硫酸，所以裝置圖為，
實驗現象：負極不斷溶解，正極上氣泡產生
由此得出的結論是：金屬活動性Zn＞Cu，
故答案為：；金屬活動性Zn＞Cu．

點評 本題考查原電池設計，為高頻考點，根據元素化合價變化確定正負極材料及電解質溶液，一般來說，失電子發生氧化反應的金屬作負極，發生還原反應的電解質為原電池電解質，題目難度不大．