Question

17．（Ⅰ）觀察圖A、B、C，回答下列問題：

（1）把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可觀察到鋅片上有氣泡，再平行插入一塊銅片，可觀察到銅片沒有（填“有”或“沒有”）氣泡產(chǎn)生．再用導線把鋅片和銅片連接起來（見圖A），組成一個原電池，正極的電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）如果燒杯中最初裝入的是2mol/L 500mL的稀硫酸溶液，構成銅鋅原電池（見圖B，假設產(chǎn)生的氣體沒有損失，鋅失去的電子完全沿導線到銅電極），當在標準狀況下收集到11.2L的氫氣時，則此時燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為（溶液體積變化忽略不計）c（H₂SO₄）=1mol/L、c（ZnSO₄）=1mol/L．
（3）如果電極材料分別是鐵片和石墨并進行連接，插入氯化鈉溶液中（見圖C），放置數(shù)天后，寫出正極的電極反應式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（Ⅱ）將銅粉末用10%H₂O₂和3.0mol•L^-1H₂SO₄混合溶液處埋，測得不同溫度下銅的平均溶解速率如下表：

溫度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
銅的平均溶解速率 （×10-3mol•L-1•min-1）	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

由表中數(shù)據(jù)可知，當溫度高于40℃時，銅的平均溶解速率隨著溫度的升高而下降，其主要原因是溫度升高H₂O₂的分解速率加快，導致H₂O₂的濃度降低從而使銅的溶解速率慢．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）金屬銅和硫酸不反應，鋅片、銅片和硫酸形成的原電池中，金屬銅為正極；
（2）根據(jù)電極反應方程式來計算；
（3）鐵片、石墨和氯化鈉溶液構成的原電池中，金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕；
（Ⅱ）溫度升高H₂O₂的分解速率加快，導致H₂O₂的濃度降低從而使銅的溶解速率慢；

解答 解：Ⅰ．（1）金屬銅和硫酸不反應，不會產(chǎn)生氣泡，鋅片、銅片和硫酸形成的原電池中，金屬銅為正極，該極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：沒有；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）根據(jù)正極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，當在標準狀況下收集到11.2L即0.5mol的氫氣時，轉(zhuǎn)移電子是1mol，減少的氫離子為1mol，所以剩余的硫酸的濃度為1mol/L，負極上的電極反應式為：Zn→Zn²⁺+2e^-，當轉(zhuǎn)移電子1mol時，生成鋅離子的量為0.5mol，所以c（ZnSO₄）=1mol/L，
故答案為：c（H₂SO₄）=1mol/L；c（ZnSO₄）=1mol/L；
（3）鐵片、石墨和氯化鈉溶液構成的原電池中，金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，正極上是氧氣得電子發(fā)生，電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；Ⅱ．溫度升高H₂O₂的分解速率加快，導致H₂O₂的濃度降低從而使銅的溶解速率慢，
故答案為：溫度升高H₂O₂的分解速率加快，導致H₂O₂的濃度降低從而使銅的溶解速率慢；

點評 本題考查學生原電池的工作原理知識，影響化學反應速率的因素等，難度中等，題目較為綜合，是對學生綜合能力的考查．