Question

【题目】原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的项重大贡献。

(1)某课外实验小组欲探究铝和铜的金属性(原子失电子能力)强弱，同学们提出了如下实验方案：

A.比较铝和铜的硬度和熔点

B.比较二者在稀硫酸中的表现

C.用铝片、铜片、硫酸铝溶液、硫酸铜溶液，比较二者的活动性

D.分别做铝片、铜片与NaOH溶液反应的实验

E.将铝片、铜片用导线连接后共同投入稀盐酸中接入电流计，观察电流方向

上述方案中能达到实验目的的是_________________。

(2)现有如下两个反应：A.NaOH+HCl=NaCl+H2O B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。上述反应中能设计成原电池的是________ (填字母代号)，作负极的物质发生了________反应(填“氧化”或“还原”)。

(3)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸一段时间，回答下列问题：

①下列说法正确的是________ (填字母代号)。

A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化

C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的酸性均减弱

②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲________乙(填“>”、“<”或“=”)。原因是________。

③当甲中产生1.12L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中c(H+)=0.1mol/L(设反应前后溶液体积不变)。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为____________。

Answer 1

【答案】BCE B 氧化 BD > 甲池锌铜可形成原电池，能加快Zn与硫酸的反应速率 1 mol/L

【解析】

(1)比较金属性强弱，可以根据金属与酸反应的剧烈程度、构成原电池的负极等方面分析，而与硬度、熔沸点等无关，据此进行解答；

(2)自发的氧化还原反应才能设计成原电池；

(3)①甲装置符合原电池构成条件，所以是原电池，乙不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，两个烧杯中，锌都失电子发生氧化反应，甲中铜上氢离子得电子发生还原反应，乙中锌上氢离子得电子发生还原反应；

②形成原电池加快反应速率；

③先计算氢离子的物质的量再计算原来稀硫酸的浓度。

(1)A.铝和铜的硬度和熔点与金属性强弱无关，A错误；

B.金属性越强，与酸反应越剧烈，可通过比较Cu、Al在稀硫酸中的表现判断其金属性强弱，B正确；

C.用铝片、铜片、硫酸铝溶液、硫酸铜溶液，根据是否发生置换反应可比较二者的活动性，C正确；

D.Al与氢氧化钠溶液反应是铝的化学特性，与金属活泼性无关，不能根据是否与氢氧化钠溶液反应判断金属性强弱，D错误；

E.将铝片、铜片用导线连接后共同浸入稀盐酸中，接入电流计，观察电流方向，铝为原电池负极，铜为正极，产生电流，据此判断金属性强弱，E正确；

故合理选项是BCE；

(2)反应A.NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池，反应B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑是氧化还原反应，能设计成原电池，原电池中锌作负极，失电子，发生氧化反应；

(3)①甲装置是原电池，乙装置不构成原电池。

A.甲是化学能转变为电能的装置，乙不是，A错误；

B.乙装置中铜片不反应，也没构成原电池的正极，所以铜片上没有明显变化，B正确；

C.甲、乙中锌片质量都减少，铜片质量都不变，C错误；

D.两个烧杯中都产生氢气，氢离子浓度都降低，因此溶液的pH均增大，D正确；

故合理选项是BD；

②甲构成了原电池，乙没有构成原电池，所以两烧杯中产生气泡的速度：甲>乙；

③释后氢离子的物质的量n(H+)=1L×0.1mol/L=0.1mol，生成氢气物质的量为n(H2)==0.05mol，则原溶液中氢离子的物质的量n(H+)总=0.1mol+0.05mol×2=0.2mol，因此原硫酸溶液中氢离子的浓度c(H+)==2mol/L，由于H2SO4是二元酸，一个硫酸分子电离产生两个氢离子，所以原溶液中硫酸的浓度c(H2SO4)= c(H+)==1mol/L。