Question

4．由Cu、Zn、稀H₂S0₄形成如下图甲、乙装置．试回答以下问題：
（1）以下叙述中，正确的是CD（填序号）．
A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C．两烧杯中溶液的H⁺数目均减少
D．产生气泡的速率甲中比乙中慢
E．乙的外电路中电流方向Zn→Cu
（2）乙装置中锌片上发生的电极反应式为：Zn-2e^-=Zn²⁺，铜片上发生的电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑
（3）若乙装置中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总庚量为47g，试计算产生标准状况下氢气的体积为点多少升？（写出解题过程）4.48L．

Answer 1

分析 （1）根据原电池的构成条件来回答；锌铜、稀硫酸构成的原电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，电子从负极沿导线流向正极，电流流向与电子流向正好相反，正极上氢离子得电子发生还原反应，据此回答；
（2）锌易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，发生还原反应，据此回答；
（3）负极上锌生成锌离子进入溶液而导致质量减少，正极上氢离子得电子生成氢气，所以正极质量不变，两个电极减少的质量是锌的质量，根据锌和氢气之间的关系式计算生成氢气的体积．

解答 解：（1）A．不能构成回路，所以甲不是原电池，故A错误；
B．甲不是原电池，铜片表面不能出现气体，乙装置中铜片是正极，表面均有气泡产生，故B错误；
C．两烧杯中溶液中的氢离子均被消耗，所以溶液的pH均增大，故C正确；
D．乙装置形成原电池，会加快反应速率，所以产生气泡的速率甲中比乙中慢，故D正确；
E．乙装置形成原电池，外电路中电流从正极流向负极，即电流方向Zn←Cu，故E错误．
故答案为：CD；  
（2）乙装置形成原电池，金属锌是负极，发生失电子的氧化反应，即Zn-2e^-=Zn²⁺，铜是正极，发生的电子的还原反应，即2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：Zn-2e^-=Zn²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑； 
（3）负极上锌生成锌离子进入溶液而导致质量减少，正极上氢离子得电子生成氢气，所以正极质量不变，两个电极减少的质量是锌的质量，锌和稀硫酸反应离子方程式为2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，根据锌和氢气之间的关系式得氢气的体积=$\frac{\frac{60g-47g}{65g/mol}}{1}$=4.48L，
故答案为：4.48L．

点评 本题考查原电池的工作原理，题目难度不大，注意两极电极反应转移的电子数目相等是计算的关键．