Question

12．如圖杠桿AB兩端分別掛著體積相同質(zhì)量相同的空心鐵球和空心銅球．調(diào)節(jié)杠桿使其保持平衡，一段時(shí)間后小心加入濃CuSO₄溶液，回答下列有關(guān)問(wèn)題（不考慮鐵絲反應(yīng)和兩球的浮力變化）
（1）若杠桿為絕緣體，則A端低（填“高”或“低”），發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu．
（2）若杠桿為導(dǎo)體，則A端高（同上），在此過(guò)程中鐵絲、杠桿、小球、CuSO₄溶液構(gòu)成了原電池，電極反應(yīng)分別是
正極：Cu²⁺+2e^-═Cu，
負(fù)極：Fe-2e^-═Fe²⁺．
（3）若杠桿為導(dǎo)體，一段時(shí)間通過(guò)杠桿電子數(shù)為0.1N_A，則倆球質(zhì)量相差6g．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，只發(fā)生Fe與硫酸銅溶液的反應(yīng)；
（2）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，向燒杯中央滴入濃CuSO₄溶液，構(gòu)成Fe、Cu原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，Cu為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu；
（3）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，Cu為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，當(dāng)通過(guò)杠桿電子數(shù)為0.1N_A，則溶解的鐵為0.05mol，析出的銅為0.05mol，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，只發(fā)生Fe與硫酸銅溶液的反應(yīng)，在Fe的表面附著Cu，質(zhì)量變大，則A端低，B端高，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，故答案為：低；Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；
（2）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，向燒杯中央滴入濃CuSO₄溶液，構(gòu)成Fe、Cu原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，Cu為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，則A端高，B端低；
故答案為：高；Cu²⁺+2e^-═Cu；Fe-2e^-═Fe²⁺；
（3）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，Cu為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，當(dāng)通過(guò)杠桿電子數(shù)為0.1N_A，則溶解的鐵為0.05mol即0.05×56=2.8g，析出的銅為0.05mol即0.05×64=3.2g，所以倆球質(zhì)量相差2.8+3.2=6 g，故答案為：6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池及化學(xué)反應(yīng)，明確杠桿是否導(dǎo)電及發(fā)生的反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，學(xué)生容易忽略杠桿為絕緣體時(shí)的情況，題目難度中等．