题目内容

12.如图杠杆AB两端分别挂着体积相同质量相同的空心铁球和空心铜球.调节杠杆使其保持平衡,一段时间后小心加入浓CuSO4溶液,回答下列有关问题(不考虑铁丝反应和两球的浮力变化)
(1)若杠杆为绝缘体,则A端低(填“高”或“低”),发生反应的离子方程式Fe+Cu2+═Fe2++Cu.
(2)若杠杆为导体,则A端高(同上),在此过程中铁丝、杠杆、小球、CuSO4溶液构成了原电池,电极反应分别是
正极:Cu2++2e-═Cu,
负极:Fe-2e-═Fe2+.
(3)若杠杆为导体,一段时间通过杠杆电子数为0.1NA,则俩球质量相差6g.

分析 (1)当杠杆为绝缘体时,只发生Fe与硫酸铜溶液的反应;
(2)当杠杆为导体时,向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,构成Fe、Cu原电池,Fe为负极,发生Fe-2e-═Fe2+,Cu为正极,发生Cu2++2e-═Cu;
(3)当杠杆为导体时,Fe为负极,发生Fe-2e-═Fe2+,Cu为正极,发生Cu2++2e-═Cu,当通过杠杆电子数为0.1NA,则溶解的铁为0.05mol,析出的铜为0.05mol,以此来解答.

解答 解:(1)当杠杆为绝缘体时,只发生Fe与硫酸铜溶液的反应,在Fe的表面附着Cu,质量变大,则A端低,B端高,发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu,故答案为:低;Fe+Cu2+═Fe2++Cu;
(2)当杠杆为导体时,向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,构成Fe、Cu原电池,Fe为负极,发生Fe-2e-═Fe2+,Cu为正极,发生Cu2++2e-═Cu,则A端高,B端低;
故答案为:高;Cu2++2e-═Cu;Fe-2e-═Fe2+;
(3)当杠杆为导体时,Fe为负极,发生Fe-2e-═Fe2+,Cu为正极,发生Cu2++2e-═Cu,当通过杠杆电子数为0.1NA,则溶解的铁为0.05mol即0.05×56=2.8g,析出的铜为0.05mol即0.05×64=3.2g,所以俩球质量相差2.8+3.2=6 g,故答案为:6.

点评 本题考查原电池及化学反应,明确杠杆是否导电及发生的反应是解答本题的关键,学生容易忽略杠杆为绝缘体时的情况,题目难度中等.

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