Question

17．由銅片、鋅片和200mL稀H₂SO₄組成的原電池中，若鋅片發生電化學腐蝕，則當銅片上放出3.36L（標態）氣體時，硫酸恰好全部作用完．試計算：
（1）產生這些氣體消耗了多少克鋅
（2）有多少個電子通過了導線
（3）200mL稀H₂SO₄的物質的量濃度是多少．

Answer 1

分析 該原電池中，鋅電極上電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺，銅電極上電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，則電池反應式為Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，
（1）根據氫氣和鋅之間的關系式計算鋅的質量；
（2）根據氫氣和轉移電子之間的關系式計算轉移電子的物質的量；
（3）根據氫原子守恒計算硫酸的濃度．

解答 解：該原電池中，鋅電極上電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺，銅電極上電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，則電池反應式為Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，
（1）設參加反應的Zn的質量為x，
Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺
65g      22.4L
x        3.36L
則x=$\frac{65g×3.36L}{22.4L}$=9.75g
答：消耗鋅的質量9.75g；
（2）設轉移電子的物質的量為y，
Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺轉移電子
    22.4L           2mol
    3.36L            y
y=$\frac{3.36L×2mol}{22.4L}$=0.30mol，
答：通過電子的物質的量為0.30mol；
（3）根據氫原子守恒得H₂SO₄～H₂，則c（H₂SO₄）=$\frac{\frac{3.36L}{22.4L/mol}}{0.2L}$=0.75 mol•L^-1，
答：原硫酸的濃度為0.75 mol•L^-1．

點評 本題以原電池原理為載體考查了物質的量的有關計算，根據各個物理量之間的關系來分析解答，題目難度中等．