Question

3．現用如圖裝置來測定某原電池工作時在某段時間內通過導線的電子的物質的量．量筒的規格為1000mL，供選擇的電極材料有純銅片和純鋅片．請回答下列問題：
（1）b電極材料為銅，其電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑．
（2）當量筒中收集到672mL（標準狀況下）氣體時，通過導線的電子的物質的量為0.06mol，此時a電極質量減小（填“增加”或“減少”）1.95g．
（3）如果將a、b兩電極的電極材料對調，U形管中將出現的現象是左端溶夜下降，右端溶夜上升．

Answer 1

分析 （1）純銅片和純鋅片、稀硫酸組成原電池，由圖可知b電極處有氫氣生成，則b為銅，為正極；a為鋅，為負極；b上氫離子得電子生成氫氣；
（2）根據電極方程式結合氣體的物質的量求算電子的物質的量，a極為Zn作負極失電子，根據電子守恒計算Zn的質量；
（3）如果將a、b兩電極的電極材料對調，則右邊為鋅失電子作負極，左邊為銅為正極，氫離子得電子生成氫氣．

解答 解：（1）純銅片和純鋅片、稀硫酸組成原電池，由圖可知b電極處有氫氣生成，則b為銅，為正極；a為鋅，為負極；b上氫離子得電子生成氫氣，其電極反應式為：2H⁺+2e^-═H₂↑，
故答案為：銅；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）當量筒中收集到672mL（標準狀況下）氣體，則n（H₂）=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，已知b上的電極反應式為：2H⁺+2e^-═H₂↑，則通過導線的電子的物質的量為0.06mol，a電極上的反應為：Zn-2e^-═Zn²⁺，則溶解的Zn的物質的量為0.03mol，則減小的Zn的質量為65g/mol×0.03mol=1.95g，
故答案為：0.06；減小；1.95；
（3）如果將a、b兩電極的電極材料對調，則右邊為鋅失電子作負極，左邊為銅為正極，氫離子得電子生成氫氣，則左邊上有氫氣生成，所以U形管中左端溶夜下降，右端溶夜上升，
故答案為：左端溶夜下降，右端溶夜上升．

點評 本題考查了原電池的工作原理知識，為高頻考點，側重學生的分析、計算能力的考查，題目主要考查正負極的判斷、電極方程式的書寫、電子守恒在計算中的應用等，注意知識的積累是解題關鍵，難度中等．