Question

某同學為了探究原電池產生電流的過程，設計了如圖所示實驗．
（1）打開開關K，觀察到鋅片溶解，表面產生大量氣泡，銅片表面無明顯現象，寫出有關反應的離子方程式

 

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（2）關閉開關K，觀察到電流表指針偏轉，鋅片溶解，銅片表面產生大量氣泡．若在標準狀況下，產生氣體體積為3.36L，則轉移電子的物質的量是

 

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（3）關閉開關K，如果鋅極和銅極都產生氣泡，可能的原因是

 

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如果使用純鋅，其他條件相同，打開K和關閉K產生氣泡速率較快的是

 

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Answer 1

考點：探究原電池及其工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）打開開關K，觀察到鋅片溶解，表面產生大量氣泡，銅片表面無明顯現象，其反應實質是鋅和酸發生置換反應；
（2）關閉開關K，觀察到電流表指針偏轉，鋅片溶解，銅片表面產生大量氣泡，說明該裝置構成原電池，鋅作負極、Cu作正極，正極上氫離子放電，根據氫氣和轉移電子之間的關系式計算；
（3）原電池能加快金屬腐蝕．

解答： 解：（1）打開開關K，觀察到鋅片溶解，表面產生大量氣泡，銅片表面無明顯現象，說明鋅和酸發生置換反應、銅不發生反應，離子方程式為Zn+2H⁺═=Zn²⁺+H₂↑，故答案為：Zn+2H⁺═=Zn²⁺+H₂↑；
（2）關閉開關K，觀察到電流表指針偏轉，鋅片溶解，銅片表面產生大量氣泡，說明該裝置構成原電池，鋅作負極、Cu作正極，正極上氫離子放電生成氫氣，電極反應為2H⁺+2e^-=+H₂↑，根據氫氣和轉移電子之間的關系得轉移電子的物質的量=

3.36L

22.4L/mol

×2=0.3mol，故答案為：0.3mol；
（3）關閉開關K，如果鋅極和銅極都產生氣泡，說明銅和鋅、稀硫酸構成原電池，鋅和鋅中某些物質及稀硫酸構成原電池，所以鋅中含有雜質；
原電池能加快負極金屬的腐蝕速率，所以如果使用純鋅，其他條件相同，打開K和關閉K產生氣泡速率較快的是關閉K時產生氣泡較快，
故答案為：鋅片不純，含雜質的鋅片在稀硫酸中構成原電池；關閉K時產生氣泡較快．

點評：本題采用對比實驗的方法探究原電池原理，根據兩個對比實驗確定原電池電極上發生的反應，原電池中電池反應和活潑金屬與電解質溶液反應相同，為易錯點．