Question

11．（1）觀察圖A、B、C，回答下列問(wèn)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(méi)有（填“有”或“沒(méi)有”）氣泡產(chǎn)生．再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(lái)（見(jiàn)圖A），組成一個(gè)原電池，正極的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑．
②如果燒杯中最初裝入的是500mL 2.2mol•L^-1的稀硫酸溶液，構(gòu)成銅鋅原電池（見(jiàn)圖B），當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2L的氫氣時(shí)，則此時(shí)燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為c（H₂SO₄）=1.2mol/L；c（ZnSO₄）=1mol/L（溶液體積變化忽略不計(jì)）．
③如果電極材料分別是鐵片和石墨并進(jìn)行連接，插入氯化鈉溶液中（見(jiàn)圖C），放置數(shù)天后，寫出正極的電極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．當(dāng)電池的負(fù)極質(zhì)量變化 1.68g時(shí)，電池中有0.06mol電子通過(guò)．
（2）已知鉛蓄電池的電池反應(yīng)為Pb+PbO₂+2H₂SO₄$?_{充電}^{放電}$2PbSO₄+2H₂O，請(qǐng)寫出放電時(shí)的電極反應(yīng)式：負(fù)極Pb（s）-2e-+SO₄^2-（aq）=PbSO₄（s）；正極PbO₂（s）+2e^-+SO₄^2-（aq）+4H⁺（aq）=PbSO₄（s）+2H₂O（l）．

Answer 1

分析 （1）①金屬銅和硫酸不反應(yīng)，鋅片、銅片和硫酸形成的原電池中，金屬銅為正極；
②根據(jù)正極反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2L即0.5mol的氫氣時(shí)，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2.2-1=1.2mol/L，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為：Zn→Zn²⁺+2e^-，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子1mol時(shí)，生成鋅離子的量為0.5mol來(lái)計(jì)算；
③鐵片、石墨和氯化鈉溶液構(gòu)成的原電池中，金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極鐵失電子生成二價(jià)鐵發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）放電時(shí)，是原電池的工作原理，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；

解答 解：（1）①金屬銅和硫酸不反應(yīng)，不會(huì)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(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：沒(méi)有；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②根據(jù)正極反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2L即0.5mol的氫氣時(shí)，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2.2-1=1.2mol/L，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為：Zn→Zn²⁺+2e^-，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子1mol時(shí)，生成鋅離子的量為0.5mol，所以c（ZnSO₄）=1mol/L，
故答案為：c（H₂SO₄）=1.2mol/L；c（ZnSO₄）=1mol/L；
③鐵片、石墨和氯化鈉溶液構(gòu)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(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負(fù)極鐵失電子生成二價(jià)鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負(fù)極質(zhì)量變化 1.68g時(shí)，電池中有$\frac{1.68}{56}$×2=0.06mol電子通過(guò)，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；0.06；
（2）放電時(shí)，正極PbO₂得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbO₂（s）+2e^-+SO₄^2-（aq）+4H⁺（aq）=PbSO₄（s）+2H₂O（l）；負(fù)極鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，
故答案為：負(fù)極Pb（s）-2e-+SO₄^2-（aq）=PbSO₄（s）；正極PbO₂（s）+2e^-+SO₄^2-（aq）+4H⁺（aq）=PbSO₄（s）+2H₂O（l）；

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生原電池的工作原理知識(shí)，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素等，難度中等，題目較為綜合，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查．