Question

17．（1）現有如下兩個反應：
A：NaOH+HCl=NaCl+H₂O      
B：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
①根據兩反應本質，判斷能否設計成原電池：A不能；B能（填“能”或“不能”）
②如果不能，說明其原因A的反應是非氧化還原反應，沒有電子轉移．
（2）選擇適宜的材料和試劑設計一個原電池，以便完成下列反應：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu
①請寫出你選用的正極材料、負極材料、電解質溶液（寫化學式）：
負極為Zn，正極為碳、鉑、銀、銅等，電解質溶液：CuSO₄．
②負極反應式：Zn-2e^-=Zn²⁺；正極反應式：Cu²⁺+2e^-=Cu．
（3）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構成了原電池，工作一段時間，鋅片的質量減少了3.25g，銅表面析出了1.12氫氣（標準狀況下）．導線中通過0.1mol電子．

Answer 1

分析 （1）原電池反應是自發(fā)進行的氧化還原反應；
（2）利用反應Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu設計原電池時，根據反應可知，Zn為負極，則正極可以是活潑性不如Zn的金屬如Cu等，也可以是碳棒，電解質溶液應為CuSO₄，工作時，正極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，有紅色金屬析出，負極反應式為Zn-2e-=Zn²⁺，Zn棒逐漸溶解；
（3）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，則減少的質量為Zn的質量，結合電極反應計算．

解答 解：（1）①中各元素化合價不變，不屬于氧化還原反應，屬于復分解反應，所以不能設計成原電池；
（B）中Zn元素化合價由0價變?yōu)?2價、H元素化合價由+1價變?yōu)?價，且該反應是放熱反應、能自發(fā)進行，所以能設計成原電池，
故答案為：不能；能；
②（A）的反應是非氧化還原反應，沒有電子轉移，所以不能設計成原電池，故答案為：A的反應是非氧化還原反應，沒有電子轉移；
（2）①利用反應Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu設計原電池時，根據反應可知，Zn為負極，則正極可以是活潑性不如Zn的金屬如Cu等，也可以是碳棒，電解質溶液應為CuSO₄，
故答案為：Zn；碳、鉑、銀、銅等；CuSO₄；
②工作時，正極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，負極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，負極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺，正極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，由Zn～H₂↑～2e^-，鋅片的質量減少了3.25克，銅表面析出了氫氣為$\frac{3.25g}{65g/mol}$×22.4L/mol=1.12L，轉移電子為$\frac{3.25g}{65g/mol}$×2=0.1mol，故答案為：1.12；0.1mol．

點評 本題考查原電池設計，為高頻考點，側重考查學生知識運用能力，難點是根據電池反應式確定正負極材料及電解質溶液，根據元素化合價變化確定正負極及電解質溶液，題目難度不大．