题目内容

2．实验室提供纯锌、纯铜片和500mL 0.4mol•L-1的H2SO4溶液、导线、1 000mL量筒．试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量．
（1）如图所示，装置气密性良好，且1 000mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要用导线把a、b两电极连接起来．
（2）a电极材料为纯锌片，其电极反应式为Zn-2e-═Zn2+
b电极材料为纯铜片，其电极反应式为2H++2e-═H2↑．
（3）当量筒中收集672mL气体时（已折算到标准状况下），通过导线的电子的物质的量为0.06mol；此时正极材料与负极材料的质量差为1.95g（假设刚开始时，两电极的质量相等）．

分析 锌、铜、硫酸原电池中，电子转移和产生的氢气量之间存在联系；
（1）根据原电池装置的构成条件：闭合回路、电解质溶液、两个电极以及自发氧化还原反应来回答；
（2）活泼失电子的金属锌做负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应；
（3）根据电极反应式进行计算即可．

解答 解：（1）根据图示装置，要想求得电子转移的量，需要设计成锌、铜、硫酸原电池，量取金属锌和硫酸反应产生氢气的体积，根据原电池的构成条件，所以首先要用导线把a、b两电极连接起来，
故答案为：用导线把a、b两电极连接起来；
（2）锌、铜、硫酸原电池中，纯锌片是负极，电极反应：Zn-2e-=Zn2+；铜是正极，该极上电极反应为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：纯锌片；Zn-2e-=Zn2+；纯铜片；2H++2e-=H2↑；
（3）正极上电极反应为：2H++2e-=H2↑，当量筒中收集到672ml即标况下0.03mol氢气时，转移电子是0.06mol，纯锌片是负极，根据电极反应：Zn-2e-=Zn2+，当转移电子是0.06mol，减小的锌（a）是0.03mol，质量是：0.03mol×65g/mol=1.95g．故答案为：0.06mol；1.95．

点评 本题以实验方式为载体考查学生原电池的构成条件和工作原理知识，注意基本知识的梳理是解题关键，难度中等．

练习册系列答案
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12．锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，某含锌矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO．
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的浸出操作．
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是置换出Fe等．
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，阳极逸出的气是O2．
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质．“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O．
（6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌，明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也．”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）
13．某器具含碳化钨（WC）、金属钴（Co）及杂质铁等成分，以该废旧器具及制造该器具的废料为原料提取WC和金属钴的流程如下所示：

请回答下列问题：
（1）电解时废旧器具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸作电解质溶液，阳极反应式为：Co-2e-=Co2+、Fe-2e-=Fe2+．
（2）图中的肥料为氯化铵（NH4Cl），加入双氧水的目的是将Fe2+氧化成Fe3+．
（3）向滤液Ⅱ中加入草酸铵[（NH4）2C2O4]发生反应的离子方程式为Co2++C2O4 2-=CoC2O4↓．
（4）焙烧草酸钴（CoC2O4）的化学方程式是2CoC2O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Co2O3+3CO↑+CO2↑．
（5）将洗涤液回收配成电解液，目的是回收利用钴．滤饼的主要成分是Fe（OH）3．
（6）将1t废料经上述处理，所得滤饼洗涤干净后焙烧得到固体80g，则杂质铁的质量分数为0.0056%．
10．短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，其元素特征信息如下表：
元素编号元素特征信息
A阳离子核外无电子
B最高正价和最低负价的绝对值之差为2
C最外层电子数是内层电子数的3倍
D1molD单质能与冷水反应，在标准状况下生成11.2LH2
E原子最外层电子数等于其周期序数
F负二价阴离子的电子层结构与Ar原子相同
（1）F的简单离子的结构示意图为；
（2）E在周期表中的位置为第三周期ⅢA族；
（3）C和D简单离子的半径大小为O2-＞Na+；（用离子符号和“＞”、“=”或“＜”表示）
（4）元素非金属性强弱比较有很多方法，其中C和F的非金属性强弱的研究方案中不可行的是bc（填序号）；
a．比较两种单质的颜色  　　　   b．比较氢化物的稳定性
c．依据两元素在周期表中的位置   d．依据两元素单质在自然界中的存在状态
（5）A、C、D三种元素组成的化合物中含有的化学键为共价键．
17．下列说法不正确的是（　　）
A．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4
B．熔沸点由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C．沸点由高到低：HI＞HBr＞HCl＞HF
D．硼镁超导物质的晶体结构单元如图所示，则这种超导材料的化学式为MgB2
7．下列所采取的分离方法正确的是（　　）
A．由于碘在酒精及CCl4中的溶解度大，所以可用酒精或CCl4将碘水中的碘萃取出来
B．水的沸点是100℃，酒精的沸点是78.5℃，所以可用直接加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精
C．苯甲酸中含有少量氯化钠，可用重结晶的方法提纯得到苯甲酸
D．乙酸乙酯和乙醇的混合物可以用分液的方法进行分离
14．下列说法不正确的是（　　）
A．HF的热稳定性很好，是因为HF分子间存在氢键
B．构成单质分子的粒子之间不一定存在共价键
C．由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
D．阴、阳离子间通过离子键一定能形成离子化合物
11．下列各组物质气化或熔化时，所克服的粒子间的作用（力）属同种类型的是（　　）
A．碘和干冰的升华B．二氧化硅和生石灰的熔化
C．氯化钠和铁的熔化D．乙醇的蒸发和氧化铝的熔化
12．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关叙述正确的是（　　）
A．28g乙烯所含共用电子对数目为4NA
B．1mol CH3+所含的电子总数为10NA
C．0.5 mol苯分子中含有C=C双键数为1.5 NA
D．标准状况下，11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2NA

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