Question

【題目】Ⅰ.為了比較銅與鋅金屬活動性的相對強弱，甲、乙、丙三位同學用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO4溶液、直流電源、石墨電極、導線、燒杯、試管等中學化學常見的藥品和儀器(用品)，以“接力”的方式，設計下列實驗：

(1)甲同學分別將銅片、鋅片置于燒杯底部(銅、鋅不接觸)，小心地向燒杯中加入稀硫酸，觀察到的現象是________________，甲同學設計的思路是________________________________________________________________________。

(2)乙同學接著甲的實驗，向燒杯中滴加少量CuSO4溶液，進而觀察到的現象是__________________________________________________________________________。

Ⅱ.丁、戊兩位同學想利用原電池反應檢測金屬鎂與鋁的活動性順序，兩人均是鎂片和鋁片作電極，但丁同學將電極放入6 mol·L－1 H2SO4溶液中，戊同學將電極放入6 mol·L－1 NaOH溶液中。

(3)分別寫出丁、戊兩位同學所設計的原電池的負極反應式。

丁同學實驗中的負極反應式為________________________________________________；

戊同學實驗中的負極反應式為________________________________________________。

(4)丁與戊同學均認為“構成原電池的電極材料如果都是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”，若僅以此為依據，戊同學判斷出________(填元素符號)的活動性更強。

(5)丁、戊兩位同學所得的結論不一致，請你對此給予科學的解釋。

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 鋅片表面有氣泡產生，銅片表面無氣泡產生 在金屬活動順序中，鋅排在氫的前面，可與硫酸反應，銅排在氫的后面，不與硫酸反應, 鋅表面有紅色固體產生，鋅片表面產生氣泡的速率加快, Mg-2e-=Mg2+ Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O Al 鎂與NaOH溶液不反應，鋁與NaOH溶液能反應，故將鎂和鋁用導線連接后放入NaOH溶液中，負極失去電子，為鋁；而鎂、鋁均能與稀硫酸反應，由于鎂失去電子的能力比鋁強，負極失去電子，為鎂。金屬活動性：Mg>Al。

【解析】Ⅰ.（1）甲同學用兩種金屬放到酸中是否產生氣泡或產生氣泡的快慢來比較金屬性強弱，鋅和酸反應生成氫氣，所以鋅表面有氣泡生成，銅和稀硫酸不反應，所以銅片上沒有氣泡產生，其設計思路為：在金屬活動順序中，鋅排在氫的前面，可與硫酸反應，銅排在氫的后面，不與硫酸反應。（2）乙同學在甲的基礎上，加入CuSO4溶液觀察現象，鋅與少量硫酸銅發生置換反應生成的銅附在鋅表面形成微型原電池，鋅作負極而加速被腐蝕，所以加快了反應速率，產生氣泡的速率加快，實驗現象是鋅表面有紅色固體產生，鋅片表面產生氣泡的速率加快。

Ⅱ.（3）丁中鎂易失電子作負極、Al作正極，負極上鎂發生氧化反應、正極上氫離子發生還原反應，負極反應為Mg-2e-=Mg2+；戊中鋁易失電子作負極，負極上鋁失電子發生氧化反應，電極反應式為Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，鎂作正極，正極發生還原反應。（4）如果構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑，若僅以此為依據，戊同學判斷出Al的活動性更強。（5）由于鎂與NaOH溶液不反應，鋁與NaOH溶液能反應，故將鎂和鋁用導線連接后放入NaOH溶液中，負極失去電子，為鋁；而鎂、鋁均能與稀硫酸反應，由于鎂失去電子的能力比鋁強，負極失去電子，為鎂。因此金屬活動性：Mg＞Al。