Question

如圖是以Zn和Cu為電極，稀硫酸為電解質溶液形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下：

實驗后的記錄： ①Zn極發生還原反應，Cu極發生氧化反應 ②H+向負極移動 ③電子流動方向Zn→導線→Cu ④溶液的pH變小 ⑤若有1mol電子流過導線，則產生H2為0.5mol． ⑥正極的電極反應式：Zn-2e-=Zn2+

（1）在卡片上，敘述合理的是

 

（填序號）．
（2）其他條件相同情況下，產生氣泡的速率比單一鋅片

 

（填快或慢）．
（3）在實驗中，甲同學發現不僅在銅片上有氣泡產生，而且在鋅片上也產生了氣體，分析原因可能是

 

．
（4）如果把硫酸換成硫酸銅溶液，猜測

 

（填“鋅極”或“銅極”）變粗，原因是

 

（用電極方程式表示）．實驗結束后稱得兩極質量差12.9g，假設初始時Zn極與Cu極質量相等，則反應中轉移的電子的物質的量為

 

mol．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）鋅比銅活潑，形成原電池反應時，鋅為負極，發生氧化反應，銅為正極，發生還原反應，原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，以此解答；
（2）形成原電池能加快反應速率；
（3）當鋅片不純時，在鋅片上形成原電池；
（4）把硫酸換成硫酸銅溶液，正極上銅離子得電子生成銅單質；根據正負極的電極反應計算．

解答： 解：（1）鋅比銅活潑，形成原電池反應時，鋅為負極，發生氧化反應，電極方程式為Zn-2e^-═Zn²⁺，銅為正極，發生還原反應，電極方程式為2H⁺+2e^-═H₂↑，由此可知若有1mol電子流經導線，則產生0.5mol氫氣，電子由負極經外電路流向正極，原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，則正確的有③⑤，
故答案為：③⑤；
（2）Zn和Cu為電極，稀硫酸為電解質溶液形成的原電池，能加快鋅與硫酸的反應速率，所以其他條件相同情況下，產生氣泡的速率比單一鋅片快；
故答案為：快；
（3）在乙實驗中，某同學發現不僅在銅片上有氣泡產生，而且在鋅片上也產生了氣體，是由于鋅片不純，在鋅片上形成原電池導致，
故答案為：鋅片不純，在鋅片上形成原電池；
（4）如果把硫酸換成硫酸銅溶液，正極Cu上會有銅單質析出，而變粗，其電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu；則電池總反應為Zn與銅離子的反應，為Cu²⁺+Zn=Zn²⁺+Cu，
已知正極：Cu²⁺+2e^-=Cu，負極：Zn-2e^-=Zn²⁺，設電路中轉移電子的物質的量為n，則正極質量增加32n，負極質量減少32.5n，所以32.5n+32n=12.9g，解得n=0.2mol，
故答案為：銅極；Cu²⁺+Zn=Zn²⁺+Cu；0.2．

點評：本題考查學生原電池的工作原理以及電極反應和電子轉移之間的關系知識，注意把握原電池的構成條件、電極方程式的書寫等基礎知識的積累，題目難度中等．