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.NaOH+HCl=NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。上述反应中能设计成原电池的是______(填字母代号),负极Zn发生了_____反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
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①下列说法正确的是_______(填字母代号)。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的pH均增大
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装置负极的电极反应式___________。
④当乙中产生1.12 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+)=0.1 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】B 氧化 BD > Zn-2e-=Zn2+ 1 mol·L-1
【解析】
根据构成原电池的条件判断是否构成原电池;根据原电池原理判断正负和书写电极反应式;根据反应方程式进行浓度的计算。
(1)原电池原理必须是氧化还原反应,伴随着电子转移,则能设计成原电池的是B反应,B反应中Zn失去电子,作负极,发生氧化反应;
(2)①A.由装置图可知,甲装置形成了闭合回路,具备原电池的条件,可以将化学能转变为电能;乙装置中未形成闭合回路,没有构成原电池,所以不能将化学能转变为电能,故A错误;
B.乙装置未构成原电池,铜与稀硫酸不反应,所以铜片上没有明显变化,故B正确;
C.甲装置构成了原电池,锌作负极,锌片质量减小,铜作正极,铜片上有氢气生成,铜片质量不变,乙装置中Zn片溶解,锌片质量减少,故C错误;
D.两烧杯中均发生了锌与稀硫酸的反应,溶液酸性减弱,pH均增大,故D正确,故答案选BD。
②甲装置构成了原电池,促使反应速率加快,所以反应速率:甲>乙;
③活泼金属锌作负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;
④消耗的硫酸的物质的量为n(H2SO4)=n(H2)=
,则硫酸浓度减少为:c(H2SO4)=
,则原硫酸浓度为:c(H2SO4)=0.05mol/L+(0.1mol/L)/2=0.1mol/L。