Question

5．以Zn和Cu為電極，稀硫酸為電解質(zhì)溶液形成的原電池，供LED發(fā)光，裝置如圖所示．
某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡片上記錄如下：

（1）在卡片上，記錄合理的是⑤⑥（填序號）．
（2）其他條件相同情況下，產(chǎn)生氣泡的速率比單一鋅片快（填“快”或“慢”），如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變（填“變”或“不變”）．
（3）如果把硫酸換成硫酸銅溶液，猜測銅片（填“鋅片”或“銅片”）變厚，原因是Cu²⁺+2e^-=Cu（用電極方程式表示）．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后稱得兩極質(zhì)量差12.9g，假設(shè)初始時Zn片與Cu片質(zhì)量相等，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol．
（4）有同學(xué)利用原電池原理，將A、B、C、D四種金屬設(shè)計(jì)成下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)用以判斷四種金屬的活潑性強(qiáng)弱．

序號	甲	乙	丙
裝置
現(xiàn)象	二價(jià)金屬A不斷溶解	C的質(zhì)量增加	A上有氣體產(chǎn)生

根據(jù)以上現(xiàn)象，判斷四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是D＞A＞B＞C．

Answer 1

分析 （1）鋅比銅活潑，形成原電池反應(yīng)時，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動；
（2）形成原電池能加快反應(yīng)速率；如果將鋅片換成鐵片，鐵比銅活潑，鐵作負(fù)極，銅仍作正極；
（3）把硫酸換成硫酸銅溶液，正極上銅離子得電子生成銅單質(zhì)；根據(jù)正負(fù)極的電極反應(yīng)計(jì)算；
（4）一般負(fù)極溶解質(zhì)量減輕，正極質(zhì)量增加或產(chǎn)生氣泡，原電池反應(yīng)中負(fù)極較活潑，以此解答該題．

解答 解：（1）鋅比銅活潑，形成原電池反應(yīng)時，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Zn-2e^-═Zn²⁺，銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為2H⁺+2e^-═H₂↑，若有1mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則產(chǎn)生0.5mol氫氣，由于氫離子被消耗，酸性減弱，PH值增大，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，不能通過電解質(zhì)溶液，溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換，則正確的有⑤⑥，
故答案為：⑤⑥；
（2）Zn和Cu為電極，稀硫酸為電解質(zhì)溶液形成的原電池，能加快鋅與硫酸的反應(yīng)速率，所以其他條件相同情況下，產(chǎn)生氣泡的速率比單一鋅片快；如果將鋅片換成鐵片，鐵比銅活潑，鐵作負(fù)極，銅仍作正極，電路中的電流方向不變，
故答案為：快；不變；
（3）如果把硫酸換成硫酸銅溶液，正極Cu上會有銅單質(zhì)析出，而變粗，其電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；則電池總反應(yīng)為Zn與銅離子的反應(yīng)，為Cu²⁺+Zn=Zn²⁺+Cu，已知正極：Cu²⁺+2e^-=Cu，負(fù)極：Zn-2e^-=Zn²⁺，設(shè)電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n，則正極質(zhì)量增加32n，負(fù)極質(zhì)量減少32.5n，所以32.5n+32n=12.9g，解得n=0.2mol，
故答案為：銅片；Cu²⁺+2e^-=Cu；0.2；
（4）甲、乙、丙為原電池裝置，甲中A不斷溶解，說明A被氧化，為原電池負(fù)極，B為正極，乙中C的質(zhì)量增加，說明C極上析出金屬，為原電池正極，則B為負(fù)極，丙中A上有氣體產(chǎn)生，應(yīng)為氫氣，說明A為正極，則D為負(fù)極，原電池反應(yīng)中負(fù)極較活潑，則金屬的活潑性順序?yàn)镈＞A＞B＞C，
故答案為：D＞A＞B＞C．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生原電池的工作原理以及電極反應(yīng)和電子轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系知識，注意把握原電池的構(gòu)成條件、電極方程式的書寫等基礎(chǔ)知識的積累，題目難度中等．