A．①③②④ C．③④②①

B．①③④② D．③①②④

解析：选B。电流方向与电子流向相反，①②相连时，电流由②流向①，则金属活动性①>②；①③相连时，③为正极，则金属活动性①>③；②④相连时，②上有气泡逸出，则金属活动性④>②；③④相连时，③的质量减少，则金属活动性③>④。综上分析，可得金属活动性顺序为①>③>④>②。

4．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：

方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________________________________________________________________________。

方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu做电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。

正极：______________________________； 负极：______________________________。

方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 用离子方程式表示其反应原理：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：方案Ⅰ：铁可以和稀硫酸(或稀盐酸)反应生成H2，而Cu在金属活动性顺序表中位于H的后面，不能置换出酸中的H。

方案Ⅱ：利用原电池原理证明金属活动性Fe>Cu，可以把铁片作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极，稀硫酸作为电解质溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极反应式。也可以设计盐桥组成原电池。

方案Ⅲ：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活动性。把铁片插入CuSO4溶液中，观察现象。

答案：方案Ⅰ：Fe＋2H===Fe＋H2↑ 方案Ⅱ：

＋

2＋

2H＋2e===H2↑(或Cu＋2e===Cu) Fe－2e===Fe

方案Ⅲ：把一个光洁的铁片插入CuSO4溶液中，观察现象 Fe＋Cu===Fe＋Cu 5．把符合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)。

2＋

2＋

－

2＋

＋

－

2＋

－

(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间 t(min)的关系是________。

(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间 t(min)的关系是________。

(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是________。 解析：(1)加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，a中Zn减少，H2体积减小；(2)由于锌粉过量，H2SO4定量，产生H2的体积一样多；(3)当把CuSO4 溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COO＋H生H2的体积不变。

答案：(1)A (2)B (3)C

改变Zn与H反应速率的方法

(1)加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H的相对量多少进行判断。

(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H反应，使c(H)减小，反应速率减小，但不影响产生H2的总量。

学习任务2 化学电源

1．碱性锌锰干电池——一次电池 负极反应为Zn＋2OH－2e===Zn(OH)2； 正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e===2MnOOH＋2OH； 总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

－

－

－

－

＋

＋

＋

＋

－

＋

CH3COOH，a中c(H)减小，反应速率减小，但产

＋

2．银锌钮扣电池——一次电池

银锌钮扣电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质溶液为KOH溶液，结构示意图如下：

负极反应为Zn＋2OH－2e===Zn(OH)2； 正极反应为Ag2O＋H2O＋2e===2Ag＋2OH； 总反应式为 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 3．二次电池(可充电电池)

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。 铅蓄电池放电时的反应：

负极(Pb)：Pb(s)＋SO4(aq)－2e===PbSO4(s)，氧化反应；

正极(PbO2)：PbO2(s)＋4H(aq)＋SO4(aq)＋2e===PbSO4(s)＋2H2O(l)，还原反应； 总反应式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。 铅蓄电池充电时的反应：

阴极(Pb)：PbSO4(s)＋2e===Pb(s)＋SO4(aq)，还原反应；

阳极(PbO2)：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e===PbO2(s)＋4H(aq)＋SO4(aq)，氧化反应； 总反应式：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。

放电

铅蓄电池充电和放电的电池反应方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)充电2PbSO4(s)＋2H2O(l)。

4．燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种：

种类 负极反应式 正极反应式 电池总反应式

(1)可充电电池充电时电极与外接电源的连接顺序：

酸性 2H2－4e===4H O2＋4e＋4H===2H2O －＋－＋－

＋

2－

－

2－

＋

2－

－

2－

－

－

－

－

－

碱性 2H2＋4OH－4e===4H2O O2＋2H2O＋4e===4OH －－－－2H2＋O2===2H2O

(2)燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。

1．(1)氢氧燃料电池以KOH溶液做电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH将____________。(填“减小”“增大”或“不变”，下同)

(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液做电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH将________。

答案：(1)减小 减小 (2)减小 增大

2．Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( ) A．负极反应式为Mg－2e===Mg B．正极反应式为Ag＋e===Ag C．电池放电时Cl由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应 Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑

解析：选B。该电池中Mg做负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg，A项正确；正极反应为AgCl＋e===Ag＋Cl，B项错误；电池放电时，Cl从正极向负极移动，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。

1．(2017·高考全国卷Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )

－

－

－

2＋

－

＋

－－

2＋

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋2e===3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过 0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

解析：选D。原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：S8→Li2S8→Li2S6

→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋2e===3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，用石墨烯做电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。

提升二 可充电电池的分析

2．(2018·高考全国卷Ⅲ)一种可充电锂-空气电池如图所示，当电池放电时，O2与Li

＋

＋

＋

－

＋

－