题目内容
【题目】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.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;B.NaOH+HCl=NaCl+H2O。能设计成原电池的反应是__________(填“A”或“B”)。
(2)将锌片和铜片按如图方式插入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.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
C.两烧杯中溶液的c(H+)均减小
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正极电极反应式:__________。
④当乙中产生2.24 L(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+)=0.2 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__________。
【答案】A C > 2H++2e-=H2↑ 2mol/L
【解析】
(1)自发的氧化还原反应才能设计成原电池;
(2)①甲装置符合原电池构成条件,是原电池,乙不能形成闭合回路,不能构成原电池,两个烧杯中锌都失电子发生氧化反应,甲中铜上氢离子得电子发生还原反应,乙中锌上氢离子得电子发生还原反应;
②作原电池负极的金属加速被腐蚀;
③原电池正极是氢离子得电子发生还原反应;
④先计算氢离子的物质的量再计算原来稀硫酸的浓度。
(1)反应A.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑是氧化还原反应,能设计成原电池反应,B.NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应,不能设计成原电池,正确答案是:A。
(2)①A.甲形成原电池,是化学能转变为电能的装置,乙不是,A猎误;
B.甲、乙中锌片质量都减少,铜片质量都不变,B错误;
C.两个烧杯中都产生氢气,氢离子浓度都降低,所以溶液的pH均增大,C正确;
所以选C。
②原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度,所以两烧杯中产生气泡的速度甲>乙,本题正确答案:>;
③构成原电池的正极是氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,本题正确答案是:2H++2e-=H2↑
④稀释后氢离子的物质的量为1 L×0.2 mol/L=0.2 mol,生成氢气2.24 L的物质的量为=0.1mol,消耗的氢离子物质的量为0.2 mol,所以原溶液中氢离子的物质的量为0.4 mol,原溶液中氢离子的浓度为,硫酸是二元强酸,所以原溶液中稀硫酸的浓度为2 mol/L,本题正确答案是2 mol/L。