题目内容

11.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B(填字母代号),负极Zn发生了氧化反应(填“氧化”或“还原”).
(2)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是BD(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Zn-2e-=Zn2+.
④当乙中产生1.12L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)=0.1mol•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1 mol•L-1.

分析 (1)自发的氧化还原反应才能设计成原电池;负极失电子反应氧化反应;
(2)①甲装置符合原电池构成条件,所以是原电池,乙不能形成闭合回路,所以不能构成原电池,两个烧杯中,锌都失电子发生氧化反应,甲中铜上氢离子得电子发生还原反应,乙中锌上氢离子得电子发生还原反应;
②作原电池负极的金属加速被腐蚀;
③原电池负极的金属失电子发生氧化反应;
④先计算氢离子的物质的量再计算原来稀硫酸的浓度.

解答 解:(1)反应A.NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应,不能设计成原电池,反应B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑是氧化还原反应,能设计成原电池,
负极Zn发生了氧化反应,故答案为:B;氧化;
(2)①甲装置是原电池,发生电化学腐蚀,乙装置发生化学腐蚀.
A、甲是化学能转变为电能的装置,乙不是,故A错误;
B、乙装置中铜片不反应,也没构成原电池的正极,所以铜片上没有明显变化,故B正确;
C、甲、乙中锌片质量都减少,铜片质量都不变,故C错误;
D、两个烧杯中都产生氢气,氢离子浓度都降低,所以溶液的pH均增大,故D正确;
故选BD;
②原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度,所以两烧杯中产生气泡的速度:甲>乙,故答案为:>;
③构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,故答案为:Zn-2e-=Zn2+;
④释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol•L-1=0.1mol,生成氢气的氢离子的物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol,所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol,原溶液中氢离子的浓度为$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L,一个硫酸分子中含两个氢离子,所以原溶液中稀硫酸的浓度为1 mol•L-1,故答案为:1 mol•L-1.

点评 本题考查学生原电池的构成条件以及工作原理知识,属于综合知识的考查,难度不大.

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