Question

17．电能是现代社会应用最广泛的能源之一．如图所示的原电池装置中，其负极是Zn，正极上观察到的现象是铜片表面产生无色气泡，正极的电极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑．若把电解质溶液换成硫酸铜溶液，则正极的电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，该电池工作一段时间后，若消耗锌6.5g，则电路中转移的电子数为0.2N_A（N_A代表阿伏加德罗常数）．

Answer 1

分析 锌比铜活泼，在稀硫酸中形成原电池反应，锌做负极，氢离子在正极Cu上得电子生成氢气，
若把电解质溶液换成硫酸铜溶液，正极上是铜离子得到电子生成铜，根据消耗的金属的质量计算物质的量，结合电极反应计算电子转移总数．

解答 解：由于锌比铜活泼，所以锌做负极，所以消耗的金属为锌．
锌失电子生成锌离子进入溶液，电极反应式为锌片：Zn-2e^-=Zn²⁺，铜片上氢离子得电子生成氢气，所以电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，
总反应：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺
若把电解质溶液换成硫酸铜溶液，正极上是铜离子得到电子生成铜，则正极的电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，
该电池工作一段时间后，若消耗锌6.5g，n=$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol，Zn-2e^-=Zn²⁺，则电路中转移的电子数=0.1mol×2×N_A=0.2N_A，
故答案为：Zn；铜片表面产生无色气泡； 2H⁺+2e^-=H₂↑；  Cu²⁺+2e^-=Cu；0.2N_A．

点评 本题考查了原电池原理、电极反应书写、电子守恒的计算等知识点，掌握原电池原理是解题关键，题目难度不大．