Question

10．（1）將純鋅片和純銅片按如圖方式插入相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
①下列說法中正確的是BD（填序號）．
A．甲、乙均為化學能轉變?yōu)殡娔艿难b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H⁺的濃度均減小
②在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速率：甲＞乙（填“＞”、“＜”或“=”）．
③甲中硫酸根離子向鋅極移動（填“銅”或“鋅”）
④當甲中產生1.12L（標準狀況）氣體時，理論上通過導線的電子數目為0.1N_A或6.02×10²²．
（2）欲將反應2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺設計成原電池，該電池負極材料為Cu，電解質溶液為氯化鐵溶液，正極反應為Fe³⁺+e^-═Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）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(fā)生氧化反應，甲中銅上氫離子得電子發(fā)生還原反應，乙中鋅上氫離子得電子發(fā)生還原反應；
②作原電池負極的金屬加速被腐蝕；
③原電池工作時，陰離子向負極移動；
④根據氫氣和轉移電子之間的關系式計算；
（2）根據電池反應式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應，則作負極，不如Cu活潑的金屬或導電的非金屬作正極，含有鐵離子的可溶性鐵鹽溶液為電解質溶液．

解答 解：（1）①A．甲符合原電池構成條件，所以屬于原電池，乙不能構成閉合回路，所以不能構成原電池，故A錯誤；
B．乙不能構成原電池，氫離子在鋅片上得電子發(fā)生還原反應，所以乙中銅片上沒有明顯變化，故B正確；
C．甲中銅片作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以銅片質量不變，乙中鋅片和氫離子發(fā)生置換反應，所以質量減少，故C錯誤；
D．兩燒杯中鋅和氫離子發(fā)生置換反應導致溶液中氫離子濃度減小，所以溶液的pH均增大，故D正確；
故答案為：BD；
②甲能構成原電池，乙不能構成原電池，作原電池負極的金屬加速被腐蝕，所以在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲＞乙，
故答案為：＞；
③鋅為負極，硫酸根離子向鋅極移動過，
故答案為：鋅；
④甲中，銅電極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，根據電極反應式知，通過電子的物質的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$×2=0.1mol，通過導線的電子數目為0.1N_A或6.02×10²²，
故答案為：0.1N_A或6.02×10²²．
（2）根據電池反應式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應，則作負極，不如Cu活潑的金屬或導電的非金屬作正極，含有鐵離子的可溶性鐵鹽溶液為電解質溶液，如FeCl₃溶液；負極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，正極上鐵離子得電子生成亞鐵離子，則正極反應式為：Fe³⁺+e^-═Fe²⁺；
故答案為：Cu；氯化鐵溶液；Fe³⁺+e^-═Fe²⁺．

點評 本題考查原電池設計，側重考查學生設計及計算能力，會根據得失電子確定原電池正負極、電解質溶液，失電子的金屬作負極、得電子的可溶性電解質溶液為該原電池電解質溶液，題目難度不大．