Question

【實驗目的】利用所學知識，設計電池裝置。
【實驗用品】電極：鎂條、銅片、鐵片等。
【電解質】果汁（橙汁、蘋果汁、檸檬汁等）。
【其他】導線、金屬夾、發光二極管、500 mL燒杯。
【實驗方案】①Cu—Mg原電池，電解質溶液為橙汁；
②Cu—Fe原電池，電解質溶液為蘋果汁；
③Fe—Mg原電池，電解質溶液為檸檬汁。

【實驗操作】用導線分別將三種方案中的金屬片連接到金屬夾上，分別將金屬片兩兩插入到盛有果汁的三個500 mL的燒杯中，用發光二極管兩端分別接觸三種方案中金屬活動性不同的金屬夾。觀察現象，連接方式如圖所示。
【實驗現象】三種方案中發光二極管均發光。
【實驗結論】原電池把化學能轉變為電能。
回答問題：
（1）連接裝置時活潑金屬接二極管的________極上，較不活潑金屬接二極管的________極上。
（2）在方案①②中銅作電極情況__________________________。
（3）在方案①③中鎂作電極情況__________________________。
（4）在方案②③中鐵作電極情況__________________________。
（5）在方案③中負極反應為______，正極反應為________，總方程式為__________________________________________________________。

Answer 1

（1）負　正　（2）Cu均作正極　（3）鎂均作負極
（4）方案②中鐵作負極，方案③中鐵作正極
（5）Mg－2e^－=Mg^2＋　2H^＋＋2e^－=H₂↑
Mg＋2H^＋=Mg^2＋＋H₂↑

在原電池中較活潑金屬作負極（連接二極管的負極），較不活潑金屬作正極（連接二極管的正極）。因金屬活動性：Mg>Fe>Cu，故方案①②中Cu均作正極，①③中Mg均作負極，方案②中鐵作負極，方案③中鐵作正極。在方案③中負極反應為Mg－2e^－=Mg^2＋，正極反應為2H^＋＋2e^－=H₂↑，總電池方程式為Mg＋2H^＋=Mg^2＋＋H₂↑。