Question

2．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：
（1）A中反应的离子方程式为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
（2）B中Sn极的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，Sn极附近溶液的pH升高（填“升高”、“降低”或“不变”）
（3）C中被腐蚀的金属是Zn，总反应方程式为Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（4）由锌片、铁片和200mL硫酸组成的原电池，当在铁片上放出1.68L（标准状况下）气体时，硫酸恰好消耗一半，则产生这些气体时，共消耗锌的质量为4.875g；有9.03×10²² 个电子通过了导线，原硫酸物质的量浓度为0.75mol/L（设溶液体积不变）

Answer 1

分析 （1）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
（2）Fe比Sn活泼，Fe为负极，Sn为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；
（3）Zn比Fe活泼，锌被腐蚀，为原电池负极，铁为正极；
（4）根据氢气和锌的关系式计算消耗Zn的质量；根据氢气和转移电子的关系式计算转移的电子数目；根据氢气和硫酸的关系式计算硫酸的物质的量，再根据物质的量浓度公式计算硫酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）铁与硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，故答案为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（2）铁比锡活泼，锡为原电池正极，氢离子在正极放电生成氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，氢离子浓度减小，溶液的pH值升高，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；升高；
（3）锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，负极电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，正极：2H⁺+2e^-=H₂↑，总反应方程式为Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
故答案为：Zn；Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（4）Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑  
         65g        22.4L 
        4.875g      1.68L    
       Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑    转移电子
                      22.4L    2 mol
                      1.68L    0.15mol        
转移电子数目为0.15mol×6.02×10²²mol^-1=9.03×10²²；       
    Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑
        1mol         22.4L    
        0.075mol      1.68L         
 溶液中硫酸的物质的量为0.15mol；            
所以稀硫酸的物质的量浓度C=$\frac{0.15mol}{0.2L}$=0.75mol/L，
故答案为：4.875；9.03×10²²；0.75mol/L．

点评 本题考查金属的电化学腐蚀与防护以及以原电池为载体考查了反应方程式的有关计算，正确找出各物质间的关系是解本题的关键．注意金属的电化学腐蚀与化学腐蚀的区别．