Question

（1）1780年，意大利解剖學家伽伐尼在用銀質手術刀觸碰放在鐵盤上的青蛙的時候，無意間發(fā)現(xiàn)青蛙腿部肌肉抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激．如果只用一種金屬器械去觸動青蛙，就無此種反應．伽伐尼認為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是動物體內存在“生物電”．結合你所學的知識模擬該過程，下列哪種材質的手術刀觸碰鐵盤上的青蛙腿不會產生觸動？

bcd

（填字母）
a 鋁    b 陶瓷    c 塑料     d 鐵

（2）1799年，伏打仔細研究了伽伐尼的發(fā)現(xiàn)，以含食鹽水的濕抹布，夾在銀和鋅的圓形版中間，堆積成圓柱狀，制造出世界上最早的電池-伏打電池（圖1）． 將潔凈的金屬片A、B、D、E分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如圖2所示）．在每次實驗時，記錄電壓表指針的移動方向和電壓表的讀數(shù)如下：

金屬	電子流動方向	電壓（V）
A	A→Cu	+0.78
B	Cu→B	-0.15
D	D→Cu	+1.35
E	E→Cu	+0.30

已知：構成兩電極的金屬其金屬活潑性相差越大，電壓表的讀數(shù)越大．請依據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷：

D

金屬可能是最強的還原劑；

B

金屬一定不能從硫酸銅溶液中置換出銅．
（3）1836年，英國科學家丹尼爾對伏打電池進行改進，獲得了世界上第一個能夠獲得穩(wěn)定電流的電池，圖3是丹尼爾電池的簡易裝置：
該電池的正極是

銅

，負極是

鋅

，正極反應是

Cu²⁺+2e^-=Cu

，負極反應是

Zn-2e^-=Fe²⁺

．
（4）隨著社會的發(fā)展和科技的進步，越來越多的電池被制造出來．請選擇適宜的材料和試劑設計一個原電池，使它的正極反應為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺以“”代表反應容器，“”代表導線，“”代表電極，“”代表小燈泡，在右側方框（圖4）內畫出裝置圖并指出電極材料和電解質溶液，標出電源的正負極．

Answer 1

分析：（1）形成原電池的電極材料必須是活潑性不同的金屬或導電的非金屬；
（2）根據(jù)原電池中電子的流向判斷金屬的強弱，電壓值越大，金屬的活潑性越強；
（3）該原電池中，鋅易失電子作負極，銅作正極，負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應；
（4）正極反應為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，說明電解質溶液是可溶性的鐵鹽，負極為能和鐵離子反應的金屬．

解答：解：（1）形成原電池的電極材料必須是活潑性不同的金屬或導電的非金屬，鐵電極和鐵盤材料相同，塑料和陶瓷不導電，所以只有鋁能作電極材料，鐵、塑料和陶瓷都不能作電極材料，故選bcd；
（2）A-Cu連接時，電子從A→Cu，所以A的金屬性大于銅；
    B--Cu連接時，電子從Cu→B，所以銅的金屬性大于B；
   D--Cu連接時，電子從C→Cu，所以D的金屬性大于銅；
   E--Cu連接時，電子從D→Cu，所以E的金屬性大于銅；
根據(jù)題中信息和原電池原理，電子流出的一極是原電池的負極，是相對活潑的金屬，所以A、D、E都比Cu活潑，金屬活動性差值越大，電壓表的示數(shù)越大．所以D最活潑，而活潑性比Cu差的是B．故答案為：D；B；
（3）該原電池中，鋅易失電子作負極，銅作正極，負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：，正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Cu；Zn；Cu²⁺+2e^-=Cu；Zn-2e^-=Fe²⁺；
（4）正極反應為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，說明電解質溶液是可溶性的鐵鹽，負極為能和鐵離子反應的金屬，正極為不如負極活潑的金屬或導電的非金屬材料，所以負極可以用銅，正極為碳，，故答案為：．

點評：本題考查了原電池原理，明確原電池電極材料的構成、正負極上得失電子、原電池的設計即可解答，難度較大．