Question

某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图所示实验．
（1）打开开关K，观察到锌片溶解，表面产生大量气泡，铜片表面无明显现象，写出有关反应的离子方程式

 

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（2）关闭开关K，观察到电流表指针偏转，锌片溶解，铜片表面产生大量气泡．若在标准状况下，产生气体体积为3.36L，则转移电子的物质的量是

 

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（3）关闭开关K，如果锌极和铜极都产生气泡，可能的原因是

 

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如果使用纯锌，其他条件相同，打开K和关闭K产生气泡速率较快的是

 

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Answer 1

考点：探究原电池及其工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）打开开关K，观察到锌片溶解，表面产生大量气泡，铜片表面无明显现象，其反应实质是锌和酸发生置换反应；
（2）关闭开关K，观察到电流表指针偏转，锌片溶解，铜片表面产生大量气泡，说明该装置构成原电池，锌作负极、Cu作正极，正极上氢离子放电，根据氢气和转移电子之间的关系式计算；
（3）原电池能加快金属腐蚀．

解答： 解：（1）打开开关K，观察到锌片溶解，表面产生大量气泡，铜片表面无明显现象，说明锌和酸发生置换反应、铜不发生反应，离子方程式为Zn+2H⁺═=Zn²⁺+H₂↑，故答案为：Zn+2H⁺═=Zn²⁺+H₂↑；
（2）关闭开关K，观察到电流表指针偏转，锌片溶解，铜片表面产生大量气泡，说明该装置构成原电池，锌作负极、Cu作正极，正极上氢离子放电生成氢气，电极反应为2H⁺+2e^-=+H₂↑，根据氢气和转移电子之间的关系得转移电子的物质的量=

3.36L

22.4L/mol

×2=0.3mol，故答案为：0.3mol；
（3）关闭开关K，如果锌极和铜极都产生气泡，说明铜和锌、稀硫酸构成原电池，锌和锌中某些物质及稀硫酸构成原电池，所以锌中含有杂质；
原电池能加快负极金属的腐蚀速率，所以如果使用纯锌，其他条件相同，打开K和关闭K产生气泡速率较快的是关闭K时产生气泡较快，
故答案为：锌片不纯，含杂质的锌片在稀硫酸中构成原电池；关闭K时产生气泡较快．

点评：本题采用对比实验的方法探究原电池原理，根据两个对比实验确定原电池电极上发生的反应，原电池中电池反应和活泼金属与电解质溶液反应相同，为易错点．