Question

原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲(chǔ)能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步，是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)．
（1）將純鋅片和純銅片按圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，回答下列問題：
①下列說法正確的是

 

A．甲乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)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(zhì)量減少，乙中鋅片質(zhì)量減少
D．兩燒杯中溶液的PH均增大
②在相同時(shí)間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲

 

乙（填“＞”﹑“＜”或“=”）
③該反應(yīng)是

 

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”
④當(dāng)乙中產(chǎn)生1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，將鋅﹑銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測(cè)得溶液中c（H⁺）=0.1mol?L^-1（設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變）試確定原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為

 

，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為

 

個(gè)
（2）電子表和電子計(jì)算器中所用的是紐扣式微型銀鋅電池，其電極分別為Ag₂O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液，放電時(shí)電池總反應(yīng)為Ag₂O+Zn+H₂O═2Ag+Zn（OH）₂，工作時(shí)電池正極區(qū)的PH

 

（填“增大”﹑“減小”或“不變”）當(dāng)外電路中通過1.8
 N_A個(gè)電子，理論上消耗的鋅的質(zhì)量

 

g
（3）鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源，其電極材料是Pb和PbO₂，電解液為稀硫酸，工作時(shí)該電池總反應(yīng)式為：PbO₂+Pb+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，據(jù)此判斷：鉛蓄電池的負(fù)極材料是

 

工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的酸性

 

（填“增大”﹑“減小”或“不變”）工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向

 

極（填“正”或“負(fù)”）

Answer 1

考點(diǎn)：常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①甲構(gòu)成原電池，甲中鋅作負(fù)極、Cu作正極，乙不能構(gòu)成原電池，鋅發(fā)生化學(xué)腐蝕；
②原電池加快負(fù)極金屬被腐蝕速率；
③原電池反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
④根據(jù)H原子守恒計(jì)算硫酸物質(zhì)的量濃度；根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
（2）負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，正極的電極反應(yīng)式為Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，據(jù)此判斷正極附近溶液pH變化，根據(jù)鋅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算消耗鋅的質(zhì)量；
（3）負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；放電時(shí)，硫酸參加反應(yīng)導(dǎo)致氫離子濃度降低；放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)．

解答： 解：（1）①甲構(gòu)成原電池，甲中鋅作負(fù)極、Cu作正極，乙不能構(gòu)成原電池，鋅發(fā)生化學(xué)腐蝕，
A．甲為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，乙不是，故錯(cuò)誤；
B．乙不能構(gòu)成原電池，銅和稀硫酸不反應(yīng)，所以乙中銅片上沒有明顯變化，故正確；
C．甲中銅片上生成氫氣，所以銅片質(zhì)量不變，故錯(cuò)誤；
D．兩燒杯溶液中氫離子都得電子生成氫氣，導(dǎo)致氫離子濃度降低，則溶液的PH均增大，故正確；
故選BD；
②原電池加快負(fù)極金屬被腐蝕速率，所以在相同時(shí)間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲＞乙，故答案為：＞；
③酸和金屬的反應(yīng)、原電池反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；   
④乙中生成n（H₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，根據(jù)n（H⁺）=2n（H₂）知，生成氫氣消耗n（H⁺）為0.1mol，反應(yīng)后溶液中c（H⁺）=0.1mol?L^-1，則反應(yīng)前c（H⁺）=

0.1mol

1L

+0.1mol?L^-1=0.2mol/L，根據(jù)H原子守恒知，

1

2

c（H⁺）=c（H₂SO₄）=0.1mol/L，根據(jù)2H⁺+2e^-=H₂↑知，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=0.05mol×2×N_A/mol=0.1N_A，
故答案為：0.1mol/L；0.1N_A；
（2）負(fù)極反應(yīng)式為負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，正極的電極反應(yīng)式為Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，正極上生成氫氧根離子，則溶液pH增大；根據(jù)Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂得消耗鋅的質(zhì)量=

1.8NA NA/mol

2

×65g/mol=58.5g，故答案為：增大；58.5；
（3）該反應(yīng)中Pb中Pb元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，PbO₂中Pb元素由+4價(jià)變?yōu)?2價(jià)，所以Pb為負(fù)極，PbO₂為正極，根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時(shí)，硫酸參加反應(yīng)導(dǎo)致硫酸濃度減小，則溶液的酸性減小，電解質(zhì)溶液中陰離子硫酸根離子向負(fù)極移動(dòng)、陽離子氫離子向正極移動(dòng)，故答案為：Pb；減小；負(fù)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理，明確原電池各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，會(huì)正確書寫電極反應(yīng)式，注意（1）中電池反應(yīng)式和乙中化學(xué)反應(yīng)方程式相同，題目難度不大．