题目内容

18.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)图1装置能组成原电池的是②④(填序号)

(2)现有如下两个反应:A.NaOH+HCl=NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
判断能否利用所给反应设计成原电池A.不能,B.能.(填“能”或“不能”)
(3)将锌片和铜片按图2方式插入稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是BD.
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率:甲>乙(填“>”、“<“或“=”)
③请写出图甲中的负极电极反应式:Zn-2e-=Zn2+;当电路中转移了电子0.2mol,铜片上产生气体的体积为2.24LL.(标准状况下)

分析 (1)根据原电池的构成条件分析,原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应.
(2)自发的氧化还原反应才能设计成原电池;
(3)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,根据得失电子守恒计算铜片上产生气体的体积;

解答 解:(1)①酒精不导电,不能形成原电池,故①错误;
②铁为负极,C为正极,可形成原电池,故②正确;
③没有形成闭合回路,不能形成原电池,故③错误;
④Cu为负极,Ag为正极,可形成原电池,故④正确.
故答案为:②④;
(2)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,故答案为:不能;能;
(3)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,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,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+,铜片上氢离子得电子生成氢气发生还原反应,所以当电路中转移了电子0.2mol,铜片上产生气体的体积为$\frac{0.2mol}{2}$×22.4L/mol=2.24L,故答案为:Zn-2e-=Zn2+;2.24L;

点评 本题考查原电池的组成及工作原理,注意电极反应式的书写方法,难度不大.

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