Question

2．實(shí)驗(yàn)室提供純鋅、純銅片和500mL 0.4mol•L^-1的H₂SO₄溶液、導(dǎo)線、1 000mL量筒．試用如圖裝置來(lái)測(cè)定鋅和稀硫酸反應(yīng)時(shí)在某段時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量．
（1）如圖所示，裝置氣密性良好，且1 000mL量筒中已充滿了水，則開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來(lái)．
（2）a電極材料為純鋅片，其電極反應(yīng)式為Zn-2e^-═Zn²⁺
b電極材料為純銅片，其電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑．
（3）當(dāng)量筒中收集672mL氣體時(shí)（已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下），通過(guò)導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為0.06mol；此時(shí)正極材料與負(fù)極材料的質(zhì)量差為1.95g（假設(shè)剛開(kāi)始時(shí)，兩電極的質(zhì)量相等）．

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(lái)回答；
（2）活潑失電子的金屬鋅做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）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(lái)，
故答案為：用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來(lái)；
（2）鋅、銅、硫酸原電池中，純鋅片是負(fù)極，電極反應(yīng)：Zn-2e^-=Zn²⁺；銅是正極，該極上電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：純鋅片；Zn-2e^-=Zn²⁺；純銅片；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）正極上電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，當(dāng)量筒中收集到672ml即標(biāo)況下0.03mol氫氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是0.06mol，純鋅片是負(fù)極，根據(jù)電極反應(yīng)：Zn-2e^-=Zn²⁺，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子是0.06mol，減小的鋅（a）是0.03mol，質(zhì)量是：0.03mol×65g/mol=1.95g．故答案為：0.06mol；1.95．

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．