Question

11．由铜片、锌片和100mL硫酸铜溶液组成的原电池工作一段时间后，铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，试计算：
（1）铜片是原电池的正极（填“正极”或“负极”）．
（2）锌片质量减轻了13 g．
（3）流过外电路的电子的物质的量是0.4 mol．
（4）原硫酸铜溶液的物质的量浓度是2 mol•L^-1．

Answer 1

分析 原电池反应中负极是锌，电极反应为Zn-2e^-=Zn²⁺；铜做正极，溶液中铜离子得到电子生成铜发生还原反应，电极反应Cu²⁺+2e^-=Cu；铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，说明溶液中铜离子全部析出，依据电极反应和电子守恒计算．

解答 解：负极是金属锌，电极反应为Zn-2e^-=Zn²⁺；铜做正极，溶液中铜离子得到电子生成铜发生还原反应，电极反应Cu²⁺+2e^-=Cu，铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，说明溶液中铜离子全部析出，
（1）铜片是原电池的正极，故答案为：正极；
（2）负极反应：Zn-2e^-=Zn²⁺；正极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，铜片质量增加了12.8g，物质的量=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，依据电子守恒，Zn～Cu～2e^-，溶解的锌质量=0.2mol×65g/mol=13g，
故答案为：13；
（3）依据（1）计算可知转移电子总数为0.4mol，
故答案为：0.4；
（4）铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，说明溶液中铜离子全部析出，原溶液中铜离子物质的量为0.2mol，溶液浓度=$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，故答案为：2．

点评 本题考查了原电池原理分析，电极反应书写计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．