Question

3．锌是一种较活泼的金属，具有广泛的用途．
（1）把纯净的锌片和铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中（如图甲所示），可观察到铜片上有2H⁺+2e^-=H₂↑，（填“有”或“无”）气泡产生．
（2）将（1）中的锌片和铜片用导线连接起来（如图乙所示），可观察到铜片上有气泡产生，产生气泡的原因是2H⁺+2e^-=H₂↑（用电极反应式表示）．    
（3）若（2）中最初装入的是500mL 2mol•L^-1稀硫酸，当收集到标准状况下11.2L氢气时（假设产生的气体没有损失），烧杯内剩余H₂SO₄的物质的量浓度为（溶液体积变化忽略不计）1mol•L^-1．
（4）科学家以反应2Zn+O₂+4H⁺═2Zn²⁺+2H₂O为基础设计一种原电池，移入人体内为心脏起搏器提供能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O₂、H⁺、Zn²⁺进行工作，该原电池的负极材料是锌，负极的电极反应式为2Zn-4e^-═2Zn²⁺．

Answer 1

分析 （1）如果不用导线连接Zn和Cu，该装置不能构成原电池，锌发生化学腐蚀；如果用导线把锌片和铜片连接起来（如图乙所示），该装置构成原电池，Zn作负极、Cu作正极，正极上氢离子放电；
（2）将（1）中的锌片和铜片用导线连接起来（如图乙所示），可观察到铜片上有气泡产生，是因为构成原电池，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑；，
（3）当在标准状况下收集到11.2L的氢气时，硫酸剩余，电解质为硫酸和硫酸锌，结合电极方程式计算．
（4）根据电池反应式知，锌失电子发生氧化反应而作负极

解答 解：（1）如果不用导线连接Zn和Cu，该装置不能构成原电池，锌发生化学腐蚀，Cu和稀硫酸不反应，所以Cu片上没有气泡产生；如果用导线把锌片和铜片连接起来，该装置构成原电池，Zn作负极、Cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以观察到铜片上有气泡产生，
故答案为：有；
（2）将（1）中的锌片和铜片用导线连接起来（如图乙所示），可观察到铜片上有气泡产生，是因为构成原电池，氢离子放电，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）当收集到11.2L H₂（标准状况），即0.5mol H₂时，消耗的H₂SO₄为0.5mol，生成的ZnSO₄为0.5mol，c（H₂SO₄）=$\frac{0.5L×2mol•{L}^{-1}-0.5mol}{0.5L}$=1mol•L^-1，故答案为：c（H₂SO₄）=1mol•L^-1；
（4）根据电池反应式知，锌失电子发生氧化反应，所以锌作负极，电极反应式为：2Zn-4e^-═2Zn²⁺，故答案为：锌；2Zn-4e^-═2Zn²⁺．

点评 本题考查了探究原电池构成条件、电极反应式的书写等知识点，根据甲、乙判断移动构成条件，同时考查学生分析问题、总结归纳能力，题目难度不大．