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(xué)用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO4溶液、直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見的藥品和儀器(用品)，以“接力”的方式，設(shè)計下列實驗：

(1)甲同學(xué)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(xiàn)象是________________，甲同學(xué)設(shè)計的思路是________________________________________________________________________。

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

Ⅱ.丁、戊兩位同學(xué)想利用原電池反應(yīng)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(xué)將電極放入6 mol·L－1 H2SO4溶液中，戊同學(xué)將電極放入6 mol·L－1 NaOH溶液中。

(3)分別寫出丁、戊兩位同學(xué)所設(shè)計的原電池的負極反應(yīng)式。

丁同學(xué)實驗中的負極反應(yīng)式為________________________________________________；

戊同學(xué)實驗中的負極反應(yīng)式為________________________________________________。

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

(5)丁、戊兩位同學(xué)所得的結(jié)論不一致，請你對此給予科學(xué)的解釋。

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 鋅片表面有氣泡產(chǎn)生，銅片表面無氣泡產(chǎn)生 在金屬活動順序中，鋅排在氫的前面，可與硫酸反應(yīng)，銅排在氫的后面，不與硫酸反應(yīng), 鋅表面有紅色固體產(chǎn)生，鋅片表面產(chǎn)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(yīng)，鋁與NaOH溶液能反應(yīng)，故將鎂和鋁用導(dǎo)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(yīng)，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(xué)用兩種金屬放到酸中是否產(chǎn)生氣泡或產(chǎn)生氣泡的快慢來比較金屬性強弱，鋅和酸反應(yīng)生成氫氣，所以鋅表面有氣泡生成，銅和稀硫酸不反應(yīng)，所以銅片上沒有氣泡產(chǎn)生，其設(shè)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(yīng)，銅排在氫的后面，不與硫酸反應(yīng)。（2）乙同學(xué)在甲的基礎(chǔ)上，加入CuSO4溶液觀察現(xiàn)象，鋅與少量硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)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(yīng)速率，產(chǎn)生氣泡的速率加快，實驗現(xiàn)象是鋅表面有紅色固體產(chǎn)生，鋅片表面產(chǎn)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(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氫離子發(fā)生還原反應(yīng)，負極反應(yīng)為Mg-2e-=Mg2+；戊中鋁易失電子作負極，負極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，鎂作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)。（4）如果構(gòu)成負極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑，若僅以此為依據(jù)，戊同學(xué)判斷出Al的活動性更強。（5）由于鎂與NaOH溶液不反應(yīng)，鋁與NaOH溶液能反應(yīng)，故將鎂和鋁用導(dǎo)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(yīng)，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。