Question

15．由銅片．鋅片和200mL稀H₂SO₄組成的原電池中，若鋅片只發生電化學反應，則當銅片上共放出3.36L（標準狀況）氣體時，H₂SO₄恰好完全消耗．求：
（1）反應中消耗的鋅的質量是多少？
（2）有多少個電子通過了導線？
（3）原稀H₂SO₄的物質的量濃度是多少？

Answer 1

分析 （1）原電池反應為：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，根據生成氣體的量計算消耗的金屬的量；
（2）根據氣體與轉移電子之間的關系計算；
（3）根據氣體的物質的量計算消耗硫酸的物質的量，再根據物質的量濃度公式計算．

解答 解：（1）由于鋅比銅活潑，所以鋅作負極，所以消耗的金屬為鋅，
鋅失電子生成鋅離子進入溶液，電極反應式為鋅片：Zn-2e^-=Zn ²⁺，銅片上氫離子得電子生成氫氣，所以電極反應式為：銅片：2H⁺+2e^-=H₂↑．
總反應：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺
            65g        22.4L
            9.75g     3.36L
所以消耗金屬的質量為9.75g，
答：反應中消耗的鋅的質量是9.75g；
（2）H₂～～～～2e^-
       22.4L          2mol
       3.36L        0.3mol
所以轉移電子的物質的量為0.3mol，即1.806×10²³個，
答：轉移電子的物質的量為0.3mol，即1.806×10²³個；
（3）根據氫原子守恒，H⁺全部由H₂SO₄提供，
所以n（H₂）=n（H₂SO₄）=0.15mol
c（H₂SO₄）=$\frac{0.15mol}{0.2L}$=0.75mol/L；
答：原稀H₂SO₄的物質的量濃度是0.75mol/L．

點評 根據原電池的工作原理書寫電極反應并根據電極反應進行計算是考試的熱點，難度不大．