Question

6．（1）將純鋅片和純銅片按下圖方式插入相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
①下列說法中正確的是BD（填序號）．
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H⁺的濃度均減小
②在相同時間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速率：甲＞乙（填“＞”、“＜”或“=”）．
③甲中硫酸根離子向鋅極移動（填“銅”或“鋅”）
④當(dāng)甲中產(chǎn)生1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時，理論上通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為0.1N_A或6.02×10²²．
（2）欲將反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺設(shè)計(jì)成原電池，該電池負(fù)極材料為Cu，電解質(zhì)溶液為氯化鐵溶液，正極反應(yīng)為Fe³⁺+e^-═Fe²⁺，10min內(nèi)該電池向外提供0.1mol電子，則正極材料與負(fù)極材料的質(zhì)量差為3.2g（假設(shè)剛開始時，兩電極的質(zhì)量相等）．

Answer 1

分析 （1）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原電池工作時，陰離子向負(fù)極移動；
④根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（2）根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則作負(fù)極，不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，含有鐵離子的可溶性鐵鹽溶液為電解質(zhì)溶液，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與Cu的關(guān)系式計(jì)算消耗Cu的質(zhì)量．

解答 解：（1）①A．甲符合原電池構(gòu)成條件，所以屬于原電池，乙不能構(gòu)成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，故A錯誤；
B．乙不能構(gòu)成原電池，氫離子在鋅片上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以乙中銅片上沒有明顯變化，故B正確；
C．甲中銅片作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以銅片質(zhì)量不變，乙中鋅片和氫離子發(fā)生置換反應(yīng)，所以質(zhì)量減少，故C錯誤；
D．兩燒杯中鋅和氫離子發(fā)生置換反應(yīng)導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小，所以溶液的pH均增大，故D正確；
故答案為：BD；
②甲能構(gòu)成原電池，乙不能構(gòu)成原電池，作原電池負(fù)極的金屬加速被腐蝕，所以在相同時間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲＞乙，故答案為：＞；
③鋅為負(fù)極，硫酸根離子向鋅極移動過，故答案為：鋅；
④甲中，銅電極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)電極反應(yīng)式知，通過電子的物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=×2=0.1mol，通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為0.1N_A或6.02×10²²，
故答案為：0.1N_A或6.02×10²²；
（2）根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則作負(fù)極，不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，含有鐵離子的可溶性鐵鹽溶液為電解質(zhì)溶液，如FeCl₃溶液；
負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，負(fù)極上銅失電子生成銅離子進(jìn)入溶液，所以銅質(zhì)量在不斷減少，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與Cu的關(guān)系式得消耗Cu的質(zhì)量=$\frac{0.1mol}{2}$×64g/mol=3.2g；
故答案為：Cu；氯化鐵溶液；Fe³⁺+e^-═Fe²⁺；3.2．

點(diǎn)評 本題考查原電池設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生設(shè)計(jì)及計(jì)算能力，會根據(jù)得失電子確定原電池正負(fù)極、電解質(zhì)溶液，失電子的金屬作負(fù)極、得電子的可溶性電解質(zhì)溶液為該原電池電解質(zhì)溶液，題目難度不大．