Question

4．由Cu、Zn、稀H₂S0₄形成如下圖甲、乙裝置．試回答以下問(wèn)題：
（1）以下敘述中，正確的是CD（填序號(hào)）．
A．甲中鋅片是負(fù)極，乙中銅片是正極
B．兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生
C．兩燒杯中溶液的H⁺數(shù)目均減少
D．產(chǎn)生氣泡的速率甲中比乙中慢
E．乙的外電路中電流方向Zn→Cu
（2）乙裝置中鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，銅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑
（3）若乙裝置中兩電極的總質(zhì)量為60g，工作一段時(shí)間后，取出鋅片和銅片洗凈干燥后稱(chēng)重，總庚量為47g，試計(jì)算產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積為點(diǎn)多少升？（寫(xiě)出解題過(guò)程）4.48L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原電池的構(gòu)成條件來(lái)回答；鋅銅、稀硫酸構(gòu)成的原電池中，鋅易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，銅作正極，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，電流流向與電子流向正好相反，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此回答；
（2）鋅易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此回答；
（3）負(fù)極上鋅生成鋅離子進(jìn)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(gè)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(jì)算生成氫氣的體積．

解答 解：（1）A．不能構(gòu)成回路，所以甲不是原電池，故A錯(cuò)誤；
B．甲不是原電池，銅片表面不能出現(xiàn)氣體，乙裝置中銅片是正極，表面均有氣泡產(chǎn)生，故B錯(cuò)誤；
C．兩燒杯中溶液中的氫離子均被消耗，所以溶液的pH均增大，故C正確；
D．乙裝置形成原電池，會(huì)加快反應(yīng)速率，所以產(chǎn)生氣泡的速率甲中比乙中慢，故D正確；
E．乙裝置形成原電池，外電路中電流從正極流向負(fù)極，即電流方向Zn←Cu，故E錯(cuò)誤．
故答案為：CD；  
（2）乙裝置形成原電池，金屬鋅是負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Zn-2e^-=Zn²⁺，銅是正極，發(fā)生的電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑； 
（3）負(fù)極上鋅生成鋅離子進(jìn)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(gè)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=$\frac{\frac{60g-47g}{65g/mol}}{1}$=4.48L，
故答案為：4.48L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池的工作原理，題目難度不大，注意兩極電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等是計(jì)算的關(guān)鍵．