Question

8．由铜片、锌片和200mL稀H₂SO₄组成的原电池中（如图所示装置），请按要求填空：
（1）Cu为正极，发生还原反应（“氧化”或“还原”），现象是有气泡生成，电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑；Zn为负极，发生氧化反应（“氧化”或“还原”），现象是锌逐渐溶解，电极反应式为Zn-2e^-═Zn²⁺．
（2）H⁺向Cu极移动，电子流动方向为Zn→导线→Cu（填电极材料）
（3）若锌片只发生电化学反应，则当铜片上共放出3.36L（标准状况）气体时，H₂SO₄恰好完全消耗．求：
①反应中消耗的锌的质量9.75g
②有0.3N_A个电子通过了导线．
③原稀H₂SO₄的物质的量浓度是1.5mol/L．

Answer 1

分析 形成原电池时，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e^-═Zn²⁺，铜为原电池正极，发生还原反应，电极方程式为2H⁺+2e^-═H₂↑，电子从负极流向正极，溶液中阳离子向正极移动，结合电极方程式和电子守恒计算．

解答 解：（1）形成原电池时，铜为原电池正极，发生还原反应，电极方程式为2H⁺+2e^-═H₂↑，则Cu上有气泡生成；锌为负极，逐渐溶解，锌失电子发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e^-═Zn²⁺，
故答案为：Cu；还原；有气泡生成；2H⁺+2e^-═H₂↑；Zn；氧化；锌逐渐溶解；Zn-2e^-═Zn²⁺；
（2）Cu为正极，Zn为负极，溶液中氢离子向正极移动；电子由负极流向正极，即由Zn极流向Cu极，
故答案为：Cu；Zn；Cu；
（3）铜电极方程式为2H⁺+2e^-═H₂↑，n（H₂）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，转移0.3mol电子，
①已知电极方程式为Zn-2e^-═Zn²⁺，转移0.3mol电子，消耗0.15mol锌，则消耗的锌为0.15mol×65mol/L=9.75g；
故答案为：9.75g；
②转移的电子数为0.3N_A个；
故答案为：0.3N_A；
③硫酸完全消耗，则n（H₂）=n（H₂SO₄），则原来硫酸的物质的量为0.15mol，
所以原硫酸的物质的量浓度是c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\underline{\;0.15mol\;}}{0.2L}$=0.75mol/L；
故答案为：0.75mol/L．

点评 本题考查了原电池原理、物质的量的计算等知识点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确电极上电极反应、物质之间的关系即可解答，难度不大．