Question

將純鋅片和純銅片按圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
（1）下列說法正確的是

 

．
a．甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
b．乙中銅片上沒有明顯變化
c．甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少
d．兩燒杯中溶液的c（H⁺）均減小
（2）在相同時間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲

 

乙（填“＞”、“＜“或“=”）．
（3）當甲中產(chǎn)生1.12L（標準狀況）氣體時，通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為

 

．
（4）當乙中產(chǎn)生1.12L（標準狀況）氣體時，將鋅、銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測得溶液中c（H⁺）=0.1mol?L^-1（設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變）．試確定原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為

 

 mol?L^-1．
（5）甲中鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：

 

；
（6）若甲中兩電極的總質(zhì)量為60g，工作一段時間后，取出鋅片和銅片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47g，則氫氣的體積（標準狀況）為

 

 L．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）甲裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以是原電池，乙不能形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，兩個燒杯中，鋅都失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，甲中銅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，乙中鋅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）作原電池負極的金屬加速被腐蝕；
（3）根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算；
（4）先計算氫離子的物質(zhì)的量再計算源稀硫酸的濃度；
（5）甲中鋅失電子生成鋅離子；
（6）負極上鋅生成鋅離子進入溶液而導(dǎo)致質(zhì)量減少，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以正極質(zhì)量不變，兩個電極減少的質(zhì)量是鋅的質(zhì)量，根據(jù)鋅和氫氣之間的關(guān)系式計算生成氫氣的體積．

解答： 解：（1）a、甲符合原電池構(gòu)成條件，所以屬于原電池，乙不能構(gòu)成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，故a錯誤；
b、乙不能構(gòu)成原電池，氫離子在鋅片上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以乙中銅片上沒有明顯變化，故b正確；
c、甲中銅片作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以銅片質(zhì)量不變，乙中鋅片和氫離子發(fā)生置換反應(yīng)，所以質(zhì)量減少，故c錯誤；
d、兩燒杯中鋅和氫離子發(fā)生置換反應(yīng)導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小，則兩燒杯中溶液的c（H⁺）均減小，故d正確；
故選：bd；
（2）甲能構(gòu)成原電池，乙不能構(gòu)成原電池，作原電池負極的金屬加速被腐蝕，所以在相同時間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲＞乙，故答案為：＞；
（3）甲中，銅電極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)電極反應(yīng)式知，通過電子的物質(zhì)的量=

1.12L

22.4L/mol

=0.1mol，則通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為0.1N_A；
故答案為：0.1N_A；
（4）稀釋后氫離子的物質(zhì)的量為1L×0.1mol?L^-1=0.1mol，生成氫氣的氫離子的物質(zhì)的量為

1.12L

22.4L/mol

×2=0.1molmol，所以原溶液中氫離子的物質(zhì)的量為0.2mol，原溶液中氫離子的濃度為

0.2mol

0.1L

=2mol/L，一個硫酸分子中含兩個氫離子，所以原溶液中稀硫酸的濃度為1 mol?L^-1；
故答案為：1；
（5）甲中鋅失電子生成鋅離子，則甲中負極鋅上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（2）負極上鋅生成鋅離子進入溶液而導(dǎo)致質(zhì)量減少，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以正極質(zhì)量不變，兩個電極減少的質(zhì)量是鋅的質(zhì)量，鋅和稀硫酸反應(yīng)離子方程式為2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，根據(jù)鋅和氫氣之間的關(guān)系式得氫氣的體積=

(60g-47g)

65g/mol

×22.4L/mol=4.48L，
故答案為：4.48L．

點評：本題以原電池原理考查了氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算，明確正負極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，然后根據(jù)鋅和氫氣的關(guān)系式計算即可，難度不大．