Question

6．某学习小组分别设计了下面两个装置，探究反应Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑的能量转化情况．图一装置中，当向盛有锌的试管中滴加稀硫酸时，观察到U形管中甲处液面下降乙处液面上升．图二装置中，电流计指针偏转，X电极产生大量气泡．

（1）该反应是放热反应（填“放热”或“吸热”），将物质的化学能转化成热能释放出来，反应过程能量变化可用甲图表示；
（2）图二装置是将化学能转化成电能；
（3）Y电极为负极，电极反应式是Zn-2e^-=Zn²⁺；
（4）当Y电极的质量减少0.65g时，X电极产生的气体在标准状况下的体积是224mL．

Answer 1

分析 （1）当向盛有锌的试管中滴加稀硫酸时，观察到U形管中甲处液面下降乙处液面上升，说明该反应放热使容器中气体压强增大，将物质的化学能转化成热能释放出来，则反应物总能量大于生成物总能量；
（2）图二装置中，电流计指针偏转，说明构成原电池；
（3）X电极产生大量气泡，说明为正极得电子发生还原反应，Y极为负极失电子发生氧化反应；
（4）根据得失电子守恒进行计算．

解答 解：（1）当向盛有锌的试管中滴加稀硫酸时，观察到U形管中甲处液面下降乙处液面上升，说明该反应放热使容器中气体压强增大，将物质的化学能转化成热能释放出来，则反应物总能量大于生成物总能量，所以可用甲图表示，故答案为：放热；热；甲；
（2）图二装置中，电流计指针偏转，说明构成原电池，将化学能转化成电能，故答案为：化学；电；
（3）X电极产生大量气泡，说明为正极得电子发生还原反应，Y极为负极失电子发生氧化反应，反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺；故答案为：负极；Zn-2e^-=Zn²⁺；
（4）当Y电极的质量减少0.65g时即失去$\frac{0.65}{65}$×=0.02mol电子，根据得失电子守恒则X电极产生的气体在标准状况下的体积是$\frac{0.02}{2}$×22.4=224ml，故答案为：224．

点评 本题考查原电池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，明确原电池中正负极上得失电子及其发生反应的类型是解本题关键，难度不大．