Question

15．現有反應：A．CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
B．Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
C．C+CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO
D.2KOH+H₂SO₄═K₂SO₄+2H₂O
（1）上述四個反應中屬于氧化還原反應且反應過程中能量變化符合如圖1的是C（填反應序號）．
（2）在常溫下，上述四個反應中可用于設計原電池的是B（填反應序號），根據該原電池回答下列問題：
①負極材料是鋅，負極發生氧化（填“氧化”或“還原”）反應；正極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑．
②當導線中有1mol電子通過時，理論上發生的變化是bc填序號）．
a．溶液增重32.5g b．溶液增重31.5g c．析出1g H₂  d．析出11.2LH₂
（3）對于反應B，將足量且等量的形狀相同的鋅塊分別加入到等濃度等體積的兩份稀硫酸X、Y中，同時向X中加入少量飽和CuS0₄溶液，發生反應生成氫氣的體積（V）與時間（t）的關系如圖2所示．
①m曲線表示鋅與稀硫酸X（填“X”或“Y”）反應．
②鋅分別與稀硫酸X、Y反應時，反應速率不同
的原因是c（填序號）．
a．CuS0₄作催化劑
b．加入硫酸銅溶液增大了c（SO₄^2-）
c．Zn首先與Cu²⁺反應，生成的Cu與Zn、稀硫酸構成原電池
d．加入硫酸銅溶液增大了溶液體積．

Answer 1

分析 （1）圖1為生成物能量大于反應物能量，則該反應為吸熱反應，根據是否有化合價變化判斷是否為氧化還原反應；
（2）能設計成原電池的反應通常是放熱反應，依據原電池原理可知必須是氧化還原反應；
①發生氧化反應的為負極，發生還原反應的為正極；
②依據電子轉移守恒計算和分析兩個電極變化；
（3）對于反應B，將足量且等量的形狀相同的鋅塊分別加入到等濃度等體積的兩份稀硫酸X、Y中，同時向X中加入少量飽和CuS0₄溶液，鋅將銅置換出來與鋅形成原電池加快反應速率，所以反應快的為X，據此分析．

解答 解：（1）由圖1為生成物能量大于反應物能量，則該反應為吸熱反應，有化合價變化的是為氧化還原反應，則只有C為吸熱的氧化還原反應，故選：C； 
（2）設計原電池需要反應發生的是氧化還原反應，原電池的反應通常是放熱反應，比較分析可知AD為非氧化還原反應，B為放熱反應的氧化還原反應，C為吸熱反應的氧化還原反應，所以B符合原電池設計原理的要求，故答案為：B．
①由原電池總反應Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，其中負極材料是鋅，發生氧化反應，溶液中氫離子得到電子在正極生成氫氣，電極反應2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：鋅；氧化；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②當導線中有1mol電子通過時，負極鋅物質的量減小0.5mol，質量減小0.5mol×65g/mol=32.5g；正極上放出氫氣，根據電子守恒生成氫氣的物質的量0.5mol，質量為0.5mol×2g/mol=1g，所以選項中bc正確；
故答案為：bc；
（3）對于反應B，將足量且等量的形狀相同的鋅塊分別加入到等濃度等體積的兩份稀硫酸X、Y中，同時向X中加入少量飽和CuS0₄溶液，鋅將銅置換出來與鋅形成原電池加快反應速率，所以反應快的為X，則m曲線到達平衡的時間短，反應速率快，所以m曲線表示鋅與稀硫酸X，故答案為：①X  ②c．

點評 本題考查了原電池的設計、原理的分析和應用，主要是電極反應及其相關計算，電極產物判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．