Question

1．将锌片和铜片插入稀硫酸中构成如图1所示的装置，请回答下列问题：
（1）该装置可以实现化学能转化为电能（填能量转化形式）．
（2）对该装置下列说法正确的是bd．
a．Cu为正极发生氧化反应
b．负极反应为 Zn-2e^-═Zn²⁺
c．电子由铜片通过导线流向锌片
d．溶液中SO₄^2-移向Zn极
（3）在反应中若为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以采取的措施ac（填序号）．
a．加水    b．加少量氯化钡固体   c．加少量醋酸钠固体    d．加少量氢氧化钠固体
（4）某学生为了探究锌与稀硫酸反应过程中的速率及能量的变化，进行如图2实验，分析影响反应速率的因素．
实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如表所示：

1分钟水滴数（断开K）	34	59	86	117	…	102
1分钟水滴数（闭合K）	58	81	112	139	…	78

分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58＞34、81＞59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率快（填“快”或“慢”），主要原因是形成原电池反应速度快．
②由水滴数102＞78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是断开K时，溶液中的c（H⁺）大于闭合K时溶液中的c（H⁺）．
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86＞81、117＞112的主要原因是：断开K时，反应的化学能主要转化成热能，闭合K时，反应的化学能主要转化成电能，前者使溶液的温度升得更高，故反应速率更快．

Answer 1

分析 （1-2）根据图象知，Zn易失电子作负极、Cu作正极，负极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺、正极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此分析解答；
（3）为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，加入的物质应该降低氢离子浓度但不影响氢离子总物质的量；
（4）①形成原电池能加快反应速率；
②根据氢离子浓度大小与速率的关系分析；
③断开K时，反应的化学能主要转化成热能，闭合K时，反应的化学能主要转化成电能，根据温度对速率的影响分析．

解答 解：（1）据图象知，Zn易失电子作负极、Cu作正极，形成原电池，将化学能转化成电能，故答案为：化学能转化为电能；
（2）a．Cu为正极发生还原反应，故错误；
b．Zn易失电子作负极，负极反应为 Zn-2e^-═Zn²⁺，故正确；
c．电子由负极锌片通过导线流向正极铜片，故错误；
d．溶液中SO₄^2-移向负极Zn极，故正确
故选：bd；
（3）为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，加入的物质应该降低氢离子浓度但不影响氢离子总物质的量，
a．加入水，氢离子浓度减小、氢离子总物质的量不变，所以符合条件，故正确；
b．加少量氯化钡固体，氢离子浓度基本不变，不符合条件，故错误；
c．加少量醋酸钠固体，盐酸和醋酸钠反应生成弱酸醋酸，氢离子浓度减小、氢离子总物质的量不变，所以符合条件，故正确；
d．加少量氢氧化钠固体，盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，不符合条件，故错误；
故选ac；
（4）①形成原电池能加快反应速率，所以在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率快，故答案为：快；形成原电池反应速度快；
②由于反应前期形成原电池反应速率快，氢离子消耗的多，则在后期，闭合K时溶液中氢离子浓度小，氢离子浓度越小反应速率越小，断开K时，溶液中的c（H⁺）大于闭合K时溶液中的c（H⁺），所以在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率；
故答案为：断开K时，溶液中的c（H⁺）大于闭合K时溶液中的c（H⁺）；
③断开K时，反应的化学能主要转化成热能，闭合K时，反应的化学能主要转化成电能，则随着反应进行，断开K时，放出的热量使溶液的温度升高，温度越高反应速率越快；
故答案为：断开K时，反应的化学能主要转化成热能，闭合K时，反应的化学能主要转化成电能，前者使溶液的温度升得更高，故反应速率更快．

点评 本题考查了原电池原理的应用、影响速率的因素等，题目难度中等，注意形成原电池能加快反应速率．