Question

原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
（1）现有如下两个反应：A．NaOH+HCl=NaCl+H₂O；B．Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
判断能否设计成原电池A．     ，B．     。（填“能”或“不能”）
（2）将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

①下列说法正确的是           。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲       乙（填“＞”、“＜“或“＝” ）
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式                        。
④当乙中产生1．12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H^＋)＝0．1 mol·L^－1（设反应前后溶液体积不变）。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为                。
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O₂)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，氢气为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液；则氢气应通入            极(填a或b，下同)，电子从           极流出。

Answer 1

（1）不能   能  
（2）①BD   ②＞  ③Zn - 2e^- = Zn²⁺  ④1mol·L^－1  
（3）b           b  

试题分析：（1）A属于复分解反应，不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池；B是置换反应，是氧化还原反应，能设计成原电池。（2）①A．甲具备原电池形成的条件，能把化学能转变为电能，而乙不具备原电池形成的条件，不能把化学能转变为电能。错误。B。由于活动性Cu<H，所以Cu不能把酸中的氢置换出来。正确。C．甲中Zn作负极，发生氧化反应而质量减少，Cu作正极，电极本身不参加反应，所以铜片质量不变；乙中Zn由于活动性比H强，所以可以和盐酸发生置换反应产生氢气，因此锌片质量减少。错误。D．在两烧杯中硫酸不断被消耗，c(H⁺)减小，因此溶液的pH均增大。正确。②由于在甲烧杯中形成了原电池，可以加快化学反应速率。所以在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙。③在甲烧杯中形成了原电池，负极的电极式为Zn - 2e^- = Zn²⁺。④n(H₂)= 1．12L÷22．4L/mol=0．05mol．所以消耗的H⁺的物质的量为0．1mol．n(H⁺)(总)=0．1mol+0．1 mol/L×1L=0．2mol。所以原溶液中c(H⁺)=0．2mol÷0．1L=2mol/L。c(H₂SO₄)="1/2" c(H⁺)= 1mol/L。（3）通入氢气的电极为负极；通入氧气的电极为正极。因此氢气应通入电极b；氧气应通入电极a．电子从负极b流出，流入到正极b电极。