Question

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

 

．
②若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池？

 

，若能，請(qǐng)寫(xiě)出電極反應(yīng)式，負(fù)極

 

，正極

 

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

 

，

 

．
④有M、N兩種金屬分別與稀鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣速率相近，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明M、N兩種金屬的活潑性．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：①活潑性不同的兩種金屬遇到合適的電解質(zhì)溶液易構(gòu)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(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且銅和石墨的活潑性不同，所以能形成原電池，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
③銅和鹽酸或硫酸不反應(yīng)，和硝酸反應(yīng)不生成氫氣，所以該反應(yīng)不是自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，該裝置是電解池，陽(yáng)極上失電子，陰極上得電子，根據(jù)得失電子判斷陰陽(yáng)極反應(yīng)；
④活潑性不同的金屬M(fèi)、N都能夠和鹽酸反應(yīng)放出氫氣，產(chǎn)生氫氣速率相近，所以可以根據(jù)原電池反應(yīng)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(zhì)溶液易構(gòu)成原電池，從而加快鋁的腐蝕，所以不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用，
故答案為：形成原電池加速鋁導(dǎo)線的腐蝕能；
②銅、石墨的活潑性不同且都導(dǎo)電，銅和硫酸鐵能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以銅、石墨、硫酸鐵溶液能構(gòu)成原電池，銅易失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以銅作負(fù)極，石墨作正極，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)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(yīng)，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(yīng)不是自發(fā)的進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，所以只能是電解池中發(fā)生的反應(yīng)，陽(yáng)極上銅失電子，所以銅作陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液中氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以陰極上可以用碳棒作電極，電解質(zhì)溶液為含氧酸，
故答案為：電解池；陽(yáng)極銅，陰極碳棒，稀硫酸作電解液；
④活潑性不同的金屬M(fèi)、N都能夠和鹽酸反應(yīng)放出氫氣，且產(chǎn)生氫氣速率相近，用M和N作電極、鹽酸作電解質(zhì)溶液形成原電池，根據(jù)電極產(chǎn)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(gòu)成原電池，觀察產(chǎn)生氣泡情況．

點(diǎn)評(píng)：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(gòu)成條件來(lái)分析解答即可，注意構(gòu)成原電池的反應(yīng)必須是自發(fā)進(jìn)行的且是放熱的氧化還原反應(yīng)，題目難度中等．