Question

12．現(xiàn)有純鋅片、純銅片和500mL 0.1mol•L^-1的硫酸、導(dǎo)線、1 000mL量筒．用如圖所示裝置利用原電池原理，制備一定量的氫氣．
（1）如圖所示，裝置氣密性良好，且1 000mL量筒中已充滿水，剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)構(gòu)成原電池必須滿足的條件，首先要進(jìn)行的操作是用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來；
（2）a的電極材料為純鋅片，作原電池的負(fù)極；
電子經(jīng)外電路由①（①a→b   ②b→a 填序號(hào)，下同）
（3）b極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，反應(yīng)時(shí)a極附近SO₄^2-濃度逐漸減�。�（填“逐漸增大”、“逐漸減小”或“始終不變”）；
（4）假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積不變，當(dāng)硫酸濃度降低一半時(shí)，通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為0.05 mol，量筒中收集的氣體體積最接近CmL．（A．400  B．500  C．600  D．700）

Answer 1

分析 鋅、銅、硫酸原電池中，電子轉(zhuǎn)移和產(chǎn)生的氫氣量之間存在聯(lián)系；
（1）根據(jù)原電池裝置的構(gòu)成條件：閉合回路、電解質(zhì)溶液、兩個(gè)電極以及自發(fā)氧化還原反應(yīng)來回答；
（2）活潑失電子的金屬鋅做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子由負(fù)極流向正極；
（3）銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)硫酸根離子流向負(fù)極判斷a極附近SO₄^2-濃度；
（4）根據(jù)電極反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）根據(jù)圖示裝置，要想求得電子轉(zhuǎn)移的量，需要設(shè)計(jì)成鋅、銅、硫酸原電池，量取金屬鋅和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積，根據(jù)原電池的構(gòu)成條件，所以首先要用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來，
故答案為：用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來；
（2）鋅、銅、硫酸原電池中，純鋅片是負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極，故答案為：純鋅片；負(fù)；①；
（3）銅是正極，該極上電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，硫酸根離子流向負(fù)極，所以a極附近SO₄^2-濃度逐漸減小，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；逐漸減��；
（4）正極上電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，當(dāng)硫酸濃度降低一半時(shí)即消耗氫離子為0.5×0.1×$\frac{1}{2}$×2=0.05moL，所以通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為0.05mol，標(biāo)況下生成$\frac{0.05}{2}$=0.025mol氫氣，標(biāo)況下的體積為0.025×22.4=560ml，量筒中收集的氣體體積最接近600ml，
故答案為：0.05 mol； C．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)方式為載體考查學(xué)生原電池的構(gòu)成條件和工作原理知識(shí)，注意基本知識(shí)的梳理是解題關(guān)鍵，難度中等．