Question

18．原電池原理的發現是儲能和供能技術的巨大進步，是化學對人類的一項重大貢獻．
（1）圖1裝置能組成原電池的是②④（填序號）

（2）現有如下兩個反應：A．NaOH+HCl=NaCl+H₂O；B．Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
判斷能否利用所給反應設計成原電池A．不能，B．能．（填“能”或“不能”）
（3）將鋅片和銅片按圖2方式插入稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
①下列說法正確的是BD．
A．甲、乙均為化學能轉變為電能的裝置
B．乙中銅片上沒有明顯變化
C．甲中銅片質量減少、乙中鋅片質量減少
D．兩燒杯中溶液的pH均增大
②在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速率：甲＞乙（填“＞”、“＜“或“=”）
③請寫出圖甲中的負極電極反應式：Zn-2e^-=Zn²⁺；當電路中轉移了電子0.2mol，銅片上產生氣體的體積為2.24LL．（標準狀況下）

Answer 1

分析 （1）根據原電池的構成條件分析，原電池的構成條件是：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質溶液中，③兩電極間構成閉合回路，④能自發的進行氧化還原反應．
（2）自發的氧化還原反應才能設計成原電池；
（3）①甲裝置符合原電池構成條件，所以是原電池，乙不能形成閉合回路，所以不能構成原電池，兩個燒杯中，鋅都失電子發生氧化反應，甲中銅上氫離子得電子發生還原反應，乙中鋅上氫離子得電子發生還原反應；
②作原電池負極的金屬加速被腐蝕；
③原電池負極的金屬失電子發生氧化反應，根據得失電子守恒計算銅片上產生氣體的體積；

解答 解：（1）①酒精不導電，不能形成原電池，故①錯誤；
②鐵為負極，C為正極，可形成原電池，故②正確；
③沒有形成閉合回路，不能形成原電池，故③錯誤；
④Cu為負極，Ag為正極，可形成原電池，故④正確．
故答案為：②④；
（2）反應A．NaOH+HCl=NaCl+H₂O不是氧化還原反應，不能設計成原電池，反應B．Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑是氧化還原反應，能設計成原電池，故答案為：不能；能；
（3）①甲裝置是原電池，發生電化學腐蝕，乙裝置發生化學腐蝕．
A、甲是化學能轉變為電能的裝置，乙不是，故A錯誤；
B、乙裝置中銅片不反應，也沒構成原電池的正極，所以銅片上沒有明顯變化，故B正確；
C、甲、乙中鋅片質量都減少，故C錯誤；
D、兩個燒杯中都產生氫氣，氫離子濃度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正確；
故選BD；
②原電池原理引起的腐蝕速度大于化學腐蝕的速度，故答案為：＞；
③構成原電池的負極是鋅失電子發生氧化反應，電極反應式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，銅片上氫離子得電子生成氫氣發生還原反應，所以當電路中轉移了電子0.2mol，銅片上產生氣體的體積為$\frac{0.2mol}{2}$×22.4L/mol=2.24L，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；2.24L；

點評 本題考查原電池的組成及工作原理，注意電極反應式的書寫方法，難度不大．