Question

4．由Cu、Zn、稀H₂S0₄形成如下圖甲、乙裝置．試回答以下問題：
（1）以下敘述中，正確的是CD（填序號）．
A．甲中鋅片是負極，乙中銅片是正極
B．兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生
C．兩燒杯中溶液的H⁺數(shù)目均減少
D．產(chǎn)生氣泡的速率甲中比乙中慢
E．乙的外電路中電流方向Zn→Cu
（2）乙裝置中鋅片上發(fā)生的電極反應式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，銅片上發(fā)生的電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑
（3）若乙裝置中兩電極的總質量為60g，工作一段時間后，取出鋅片和銅片洗凈干燥后稱重，總庚量為47g，試計算產(chǎn)生標準狀況下氫氣的體積為點多少升？（寫出解題過程）4.48L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原電池的構成條件來回答；鋅銅、稀硫酸構成的原電池中，鋅易失電子發(fā)生氧化反應而作負極，銅作正極，電子從負極沿導線流向正極，電流流向與電子流向正好相反，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應，據(jù)此回答；
（2）鋅易失電子發(fā)生氧化反應而作負極，銅作正極，發(fā)生還原反應，據(jù)此回答；
（3）負極上鋅生成鋅離子進入溶液而導致質量減少，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以正極質量不變，兩個電極減少的質量是鋅的質量，根據(jù)鋅和氫氣之間的關系式計算生成氫氣的體積．

解答 解：（1）A．不能構成回路，所以甲不是原電池，故A錯誤；
B．甲不是原電池，銅片表面不能出現(xiàn)氣體，乙裝置中銅片是正極，表面均有氣泡產(chǎn)生，故B錯誤；
C．兩燒杯中溶液中的氫離子均被消耗，所以溶液的pH均增大，故C正確；
D．乙裝置形成原電池，會加快反應速率，所以產(chǎn)生氣泡的速率甲中比乙中慢，故D正確；
E．乙裝置形成原電池，外電路中電流從正極流向負極，即電流方向Zn←Cu，故E錯誤．
故答案為：CD；  
（2）乙裝置形成原電池，金屬鋅是負極，發(fā)生失電子的氧化反應，即Zn-2e^-=Zn²⁺，銅是正極，發(fā)生的電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑； 
（3）負極上鋅生成鋅離子進入溶液而導致質量減少，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以正極質量不變，兩個電極減少的質量是鋅的質量，鋅和稀硫酸反應離子方程式為2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，根據(jù)鋅和氫氣之間的關系式得氫氣的體積=$\frac{\frac{60g-47g}{65g/mol}}{1}$=4.48L，
故答案為：4.48L．

點評 本題考查原電池的工作原理，題目難度不大，注意兩極電極反應轉移的電子數(shù)目相等是計算的關鍵．