Question

11．原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲(chǔ)能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步，是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)．
（1）現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：A．NaOH+HCl═NaCl+H₂O；B．Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．上述反應(yīng)中能設(shè)計(jì)成原電池的是B（填字母代號(hào)），負(fù)極Zn發(fā)生了氧化反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）．
（2）將純鋅片和純銅片按如圖所示方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，回答下列問(wèn)題：
①下列說(shuō)法正確的是BD（填字母代號(hào)）．
A．甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
B．乙中銅片上沒(méi)有明顯變化
C．甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少
D．兩燒杯中溶液的pH均增大
②在相同時(shí)間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲＞乙（填“＞”、“＜“或“=”）．
③請(qǐng)寫出圖中構(gòu)成原電池的裝置負(fù)極的電極反應(yīng)式Zn-2e^-=Zn²⁺．
④當(dāng)乙中產(chǎn)生1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，將鋅、銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測(cè)得溶液中c（H⁺）=0.1mol•L^-1（設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變）．試確定原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為1 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池；負(fù)極失電子反應(yīng)氧化反應(yīng)；
（2）①甲裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以是原電池，乙不能形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，兩個(gè)燒杯中，鋅都失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，甲中銅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，乙中鋅上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②作原電池負(fù)極的金屬加速被腐蝕；
③原電池負(fù)極的金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
④先計(jì)算氫離子的物質(zhì)的量再計(jì)算原來(lái)稀硫酸的濃度．

解答 解：（1）反應(yīng)A．NaOH+HCl=NaCl+H₂O不是氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，反應(yīng)B．Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑是氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計(jì)成原電池，
負(fù)極Zn發(fā)生了氧化反應(yīng)，故答案為：B；氧化；
（2）①甲裝置是原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，乙裝置發(fā)生化學(xué)腐蝕．
A、甲是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，乙不是，故A錯(cuò)誤；
B、乙裝置中銅片不反應(yīng)，也沒(méi)構(gòu)成原電池的正極，所以銅片上沒(méi)有明顯變化，故B正確；
C、甲、乙中鋅片質(zhì)量都減少，銅片質(zhì)量都不變，故C錯(cuò)誤；
D、兩個(gè)燒杯中都產(chǎn)生氫氣，氫離子濃度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正確；
故選BD；
②原電池原理引起的腐蝕速度大于化學(xué)腐蝕的速度，所以兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲＞乙，故答案為：＞；
③構(gòu)成原電池的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
④釋后氫離子的物質(zhì)的量為1L×0.1mol•L^-1=0.1mol，生成氫氣的氫離子的物質(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，所以原溶液中氫離子的物質(zhì)的量為0.2mol，原溶液中氫離子的濃度為$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，一個(gè)硫酸分子中含兩個(gè)氫離子，所以原溶液中稀硫酸的濃度為1 mol•L^-1，故答案為：1 mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生原電池的構(gòu)成條件以及工作原理知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．