Question

4．某同学想利用原电池反应探究Zn和Cu的金属活动性顺序．请你帮他选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，并完成下列实验报告：
实验目的：探究Zn和Cu的金属活动性顺序
（1）电极材料：正极：铜片；负极：锌片；电解质溶液为H₂SO₄溶液．
（2）写出正极反应式：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（3）请画出该原电池装置图：
实验现象：负极不断溶解，正极上气泡产生
实验结论：金属活动性Zn＞Cu．

Answer 1

分析 利用置换反应Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，据此设计原电池时，锌为负极，铜为正极，工作时，正极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，负极反应式为Zn-2e-=Zn²⁺，Zn逐渐溶解，据此分析解答．

解答 解：（1）利用反应Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑设计原电池时，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如Cu等，也可以是碳棒，电解质溶液是稀硫酸，
故答案为：铜片；锌片；
（2）正极上氢离子导致发生还原反应生成氢气，所以正极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）负极是Zn、Cu是正极，电解质溶液是稀硫酸，所以装置图为，
实验现象：负极不断溶解，正极上气泡产生
由此得出的结论是：金属活动性Zn＞Cu，
故答案为：；金属活动性Zn＞Cu．

点评 本题考查原电池设计，为高频考点，根据元素化合价变化确定正负极材料及电解质溶液，一般来说，失电子发生氧化反应的金属作负极，发生还原反应的电解质为原电池电解质，题目难度不大．