Question

已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁，電解質溶液：氯化銅溶液、硫酸鐵溶液、鹽酸．按要求回答下列問題：
①電工操作上規(guī)定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用，請說明原因

 

．
②若電極材料選銅和石墨，電解質溶液選硫酸鐵溶液，外加導線，能否構成原電池？

 

，若能，請寫出電極反應式，負極

 

，正極

 

．（若不能后面兩空不填）
③若電池反應為：Cu+2H⁺=Cu²⁺+H₂，該電池屬于原電池還是電解池？請寫出電極材料和電解質溶液．

 

，

 

．
④有M、N兩種金屬分別與稀鹽酸反應，產生氫氣速率相近，請設計一個實驗證明M、N兩種金屬的活潑性．

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：①活潑性不同的兩種金屬遇到合適的電解質溶液易構成原電池；
②銅、石墨和硫酸鐵溶液，銅能自發(fā)的和硫酸鐵反應發(fā)生氧化還原反應，且銅和石墨的活潑性不同，所以能形成原電池，負極上失電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應；
③銅和鹽酸或硫酸不反應，和硝酸反應不生成氫氣，所以該反應不是自發(fā)的進行氧化還原反應，該裝置是電解池，陽極上失電子，陰極上得電子，根據(jù)得失電子判斷陰陽極反應；
④活潑性不同的金屬M、N都能夠和鹽酸反應放出氫氣，產生氫氣速率相近，所以可以根據(jù)原電池反應中得失電子判斷金屬的活潑性．

解答： 解：①銅、鋁的金屬活潑性不同，遇到合適的電解質溶液易構成原電池，從而加快鋁的腐蝕，所以不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用，
故答案為：形成原電池加速鋁導線的腐蝕能；
②銅、石墨的活潑性不同且都導電，銅和硫酸鐵能自發(fā)的進行氧化還原反應，所以銅、石墨、硫酸鐵溶液能構成原電池，銅易失去電子發(fā)生氧化反應，所以銅作負極，石墨作正極，負極上的電極反應式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，
故答案為：能；Cu-2e^-=Cu²⁺，2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
③鹽酸和稀硫酸不能和銅自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應，銅和濃硫酸、濃稀硝酸不同生成氫氣，所以銅和氫離子的反應不是自發(fā)的進行的氧化還原反應，所以只能是電解池中發(fā)生的反應，陽極上銅失電子，所以銅作陽極，電解質溶液中氫離子得電子發(fā)生還原反應，所以陰極上可以用碳棒作電極，電解質溶液為含氧酸，
故答案為：電解池；陽極銅，陰極碳棒，稀硫酸作電解液；
④活潑性不同的金屬M、N都能夠和鹽酸反應放出氫氣，且產生氫氣速率相近，用M和N作電極、鹽酸作電解質溶液形成原電池，根據(jù)電極產生氣泡的情況確定金屬的活潑性，
故答案為：M、N作電極，鹽酸作電解液構成原電池，觀察產生氣泡情況．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)原電池和電解池構成條件來分析解答即可，注意構成原電池的反應必須是自發(fā)進行的且是放熱的氧化還原反應，題目難度中等．