Question

13．利用铜片、锌片和200mL稀硫酸组成原电池，将化学能转化为电能，当铜片上共产生3.36L（标准状况）气体时，硫酸恰好全部被消耗，试计算：
（1）理论上有多少克锌被溶解？有多少个电子通过了导线？
（2）原稀硫酸熔液的物质的量浓度．

Answer 1

分析 该原电池中，Zn易失电子作负极、Cu作正极，负极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，正极上电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，总反应为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，结合电极方程式以及总反应式解答该题．

解答 解：（1）已知产生3.36L氢气，则氢气的物质的量为$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，由2H⁺+2e^-=H₂↑可知转移0.3mol电子，个数为0.3N_A，则由负极反应Zn-2e^-=Zn²⁺可知消耗0.15molZn，
m（Zn）=0.15mmol×65g/mol=9.75g，
答：理论上有9.75克锌被溶解，有0.3N_A电子通过了导线；
（2）已知产生3.36L氢气，则氢气的物质的量为0.15mol，H原子守恒得n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.15mol，c（H₂SO₄）=$\frac{0.15mol}{0.2L}$=0.75mol/L，
答：原稀硫酸熔液的物质的量浓度为0.75mol/L．

点评 本题以原电池原理为载体考查了物质的量的有关计算，侧重于学生的分析、计算能力的考查，根据转移电子相等、原子守恒进行解答即可，题目难度不大．