Question

4．現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：
（A）KOH+HNO₃═KNO₃+H₂O      
（B）H₂SO₄+Zn═ZnSO₄+H₂↑
（1）根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)判斷能否設(shè)計(jì)成原電池：（A）不能（B）能
（2）如果不能，說(shuō)明其原因（A）的反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移
（3）如果可以，則寫出作原電池的正極材料名稱：石墨或銅片，電極反應(yīng)式：負(fù)極Zn-2e^-=Zn²⁺；正極2H⁺+2e^-=H₂↑．
（4）在銅鋅原電池中，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，若工作一段時(shí)間后，鋅片的質(zhì)量減少了32.5克，則銅片表面析出了氫氣11.2L，（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），導(dǎo)線中通過(guò)1 mol電子．

Answer 1

分析 （1）（2）原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)；
（3）原電池反應(yīng)式中，失電子化合價(jià)升高的金屬單質(zhì)作負(fù)極、不如負(fù)極活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，得電子化合價(jià)降低的電解質(zhì)其原電池電解質(zhì)；
負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算生成氫氣體積；根據(jù)鋅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量．

解答 解：（1）（A）中各元素化合價(jià)不變，不屬于氧化還原反應(yīng)，屬于復(fù)分解反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池；
（B）中Zn元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、H元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，且該反應(yīng)是放熱反應(yīng)、能自發(fā)進(jìn)行，所以能設(shè)計(jì)成原電池，
故答案為：不能；能；
（2）（A）的反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移，所以不能設(shè)計(jì)成原電池，故答案為：（A）的反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移；
（3）根據(jù)電池反應(yīng)式知，Zn作負(fù)極，不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，如碳棒或銅片，負(fù)極上鋅鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以反應(yīng)式分別為負(fù)極：Zn-2e^-=Zn²⁺、正極：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：石墨或銅片；負(fù)極：Zn-2e^-=Zn²⁺；正極：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）鋅失電子的物質(zhì)的量=$\frac{32.5g}{65g/mol}×2$=1mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得氫氣體積=$\frac{1mol}{2}×22.4L/mol$=11.2L；
根據(jù)Zn-2e^-=Zn²⁺ 得轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{32.5g}{65g/mol}×2$=1mol，
故答案為：11.2；1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力，難點(diǎn)是根據(jù)電池反應(yīng)式確定正負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液，根據(jù)元素化合價(jià)變化確定正負(fù)極及電解質(zhì)溶液，題目難度不大．