Question

17．（1）现有如下两个反应：
A：NaOH+HCl=NaCl+H₂O      
B：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
①根据两反应本质，判断能否设计成原电池：A不能；B能（填“能”或“不能”）
②如果不能，说明其原因A的反应是非氧化还原反应，没有电子转移．
（2）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu
①请写出你选用的正极材料、负极材料、电解质溶液（写化学式）：
负极为Zn，正极为碳、铂、银、铜等，电解质溶液：CuSO₄．
②负极反应式：Zn-2e^-=Zn²⁺；正极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu．
（3）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g，铜表面析出了1.12氢气（标准状况下）．导线中通过0.1mol电子．

Answer 1

分析 （1）原电池反应是自发进行的氧化还原反应；
（2）利用反应Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu设计原电池时，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如Cu等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO₄，工作时，正极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，有红色金属析出，负极反应式为Zn-2e-=Zn²⁺，Zn棒逐渐溶解；
（3）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，则减少的质量为Zn的质量，结合电极反应计算．

解答 解：（1）①中各元素化合价不变，不属于氧化还原反应，属于复分解反应，所以不能设计成原电池；
（B）中Zn元素化合价由0价变为+2价、H元素化合价由+1价变为0价，且该反应是放热反应、能自发进行，所以能设计成原电池，
故答案为：不能；能；
②（A）的反应是非氧化还原反应，没有电子转移，所以不能设计成原电池，故答案为：A的反应是非氧化还原反应，没有电子转移；
（2）①利用反应Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu设计原电池时，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如Cu等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO₄，
故答案为：Zn；碳、铂、银、铜等；CuSO₄；
②工作时，正极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，负极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，
故答案为：Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，负极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，正极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，由Zn～H₂↑～2e^-，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气为$\frac{3.25g}{65g/mol}$×22.4L/mol=1.12L，转移电子为$\frac{3.25g}{65g/mol}$×2=0.1mol，故答案为：1.12；0.1mol．

点评 本题考查原电池设计，为高频考点，侧重考查学生知识运用能力，难点是根据电池反应式确定正负极材料及电解质溶液，根据元素化合价变化确定正负极及电解质溶液，题目难度不大．