Question

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）将纯锌片和纯铜片按图方式插入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

 

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该反应是

 

反应（填“放热”或“吸热”
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

 

，转移电子数为

 

个
（2）电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag₂O和Zn，电解质为KOH溶液，放电时电池总反应为Ag₂O+Zn+H₂O═2Ag+Zn（OH）₂，工作时电池正极区的PH

 

（填“增大”﹑“减小”或“不变”）当外电路中通过1.8
 N_A个电子，理论上消耗的锌的质量

 

g
（3）铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO₂，电解液为稀硫酸，工作时该电池总反应式为：PbO₂+Pb+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，据此判断：铅蓄电池的负极材料是

 

工作时，电解质溶液的酸性

 

（填“增大”﹑“减小”或“不变”）工作时，电解质溶液中阴离子移向

 

极（填“正”或“负”）

Answer 1

考点：常见化学电源的种类及其工作原理,原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）①甲构成原电池，甲中锌作负极、Cu作正极，乙不能构成原电池，锌发生化学腐蚀；
②原电池加快负极金属被腐蚀速率；
③原电池反应是放热反应；
④根据H原子守恒计算硫酸物质的量浓度；根据氢气和转移电子之间的关系式计算转移电子数；
（2）负极反应式为负极电极反应式为Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，正极的电极反应式为Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，据此判断正极附近溶液pH变化，根据锌和转移电子之间的关系式计算消耗锌的质量；
（3）负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；放电时，硫酸参加反应导致氢离子浓度降低；放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动．

解答： 解：（1）①甲构成原电池，甲中锌作负极、Cu作正极，乙不能构成原电池，锌发生化学腐蚀，
A．甲为化学能转变为电能的装置，乙不是，故错误；
B．乙不能构成原电池，铜和稀硫酸不反应，所以乙中铜片上没有明显变化，故正确；
C．甲中铜片上生成氢气，所以铜片质量不变，故错误；
D．两烧杯溶液中氢离子都得电子生成氢气，导致氢离子浓度降低，则溶液的PH均增大，故正确；
故选BD；
②原电池加快负极金属被腐蚀速率，所以在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙，故答案为：＞；
③酸和金属的反应、原电池反应都是放热反应，故答案为：放热；   
④乙中生成n（H₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，根据n（H⁺）=2n（H₂）知，生成氢气消耗n（H⁺）为0.1mol，反应后溶液中c（H⁺）=0.1mol?L^-1，则反应前c（H⁺）=

0.1mol

1L

+0.1mol?L^-1=0.2mol/L，根据H原子守恒知，

1

2

c（H⁺）=c（H₂SO₄）=0.1mol/L，根据2H⁺+2e^-=H₂↑知，转移电子数=0.05mol×2×N_A/mol=0.1N_A，
故答案为：0.1mol/L；0.1N_A；
（2）负极反应式为负极电极反应式为Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，正极的电极反应式为Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，正极上生成氢氧根离子，则溶液pH增大；根据Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂得消耗锌的质量=

1.8NA NA/mol

2

×65g/mol=58.5g，故答案为：增大；58.5；
（3）该反应中Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价，PbO₂中Pb元素由+4价变为+2价，所以Pb为负极，PbO₂为正极，根据电池反应式知，放电时，硫酸参加反应导致硫酸浓度减小，则溶液的酸性减小，电解质溶液中阴离子硫酸根离子向负极移动、阳离子氢离子向正极移动，故答案为：Pb；减小；负．

点评：本题考查了原电池原理，明确原电池各个电极上发生的反应是解本题关键，会正确书写电极反应式，注意（1）中电池反应式和乙中化学反应方程式相同，题目难度不大．