Question

18．将质量均为100g的锌片和铜片用导线与灯泡串联浸入盛有500mL 2mol•L^-1稀硫酸溶液的1.5L容器中构成如图装置．
（1）该装置中发生反应总的离子方程式为2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，溶液中SO₄^2-（填微粒化学式）向锌极移动．
（2）若2min后测得锌片质量减少13g，则导线中流过的电子为0.4mo1，电子的流动方向由m到n（用m、n表示）．若将正极生成的气体不断导入一个2L的刚性容器中，则反应开始至2min用该气体表示的反应速率为0.5mol•L^-1•min^-1．
（3）当反应进行到3min 时灯泡亮度较弱，某同学向该装置内溶液中加入bc（填序号）灯泡的亮度会突然增加．
a．300mL蒸馏水                             b．100mL 8mol•L^-1硫酸溶液
c．300mL 10mol•L^-1硫酸铜溶液     d．200mL 8mol•L^-1氢氧化钠溶液．

Answer 1

分析 （1）该装置构成原电池，负极上锌溶解，正极上氢离子放出氢气，总的离子方程式为锌与氢离子反应生成锌离子和氢气，阴离子流向负极；
（2）负极上锌溶解，电极反应为：Zn-2e^-=Zn ²⁺，据此计算导线中流过的电子；电子的流动方向为负极流向正极；由v=$\frac{△c}{△t}$计算反应开始至2min用该气体表示的反应速率；
（3）当反应进行到3min 时灯泡亮度较弱，根据加入电解质时离子浓度增大即可增强溶液的导电性会使灯泡的亮度突然增加判断．

解答 解：（1）该装置构成原电池，负极上锌溶解，正极上氢离子放出氢气，总的离子方程式为2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，阴离子流向负极，所以SO₄^2-流向负极锌极，故答案为：2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑；SO₄^2-；
（2）负极上锌溶解，电极反应为：Zn-2e^-=Zn ²⁺，正极上氢离子放出氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，所以锌片质量减少13g，则导线中流过的电子为$\frac{13g}{65g/mol}$×2=0.4mo1，生成氢气为0.2mol；电子的流动方向为负极m流向正极 n；又正极生成的气体不断导入一个2L的刚性容器中，则反应开始至2min用该气体表示的反应速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.5mol•L^-1•min^-1；故答案为：0.4；由m到 n；0.5mol•L^-1•min^-1；
（3）a．300mL蒸馏水，离子浓度减小，导电性减弱，灯泡的亮度会减弱，故错误；
 b．100mL 8mol•L^-1硫酸溶液，离子浓度增大，导电性增强，灯泡的亮度会增加，故正确；
c．300mL 10mol•L^-1硫酸铜溶液，离子浓度增大，导电性增强，灯泡的亮度会增加，故正确；    
d．200mL 8mol•L^-1氢氧化钠溶液与硫酸反应导致离子浓度减小，导电性减弱，灯泡的亮度会减弱，故错误；
故选：bc．

点评 本题考查原电池知识，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，难度不大．