Question

15．由铜片、锌片和200mL 稀H₂SO₄组成的原电池中，若锌片只发生电化学反应，则当铜片上共放出3.36L（标准状况）气体时，H₂SO₄恰好完全消耗．求：
（1）反应中消耗的锌的质量是9.75g
（2）原稀H₂SO₄的物质的量浓度是0.75mol•L^-1．

Answer 1

分析 该原电池中，锌电极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，铜电极上电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，则电池总反应式为Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，
（1）根据反电池总反应式计算Zn的质量；
（2）根据H原子守恒计算n（H₂SO₄），进而计算其物质的量浓度．

解答 解：该原电池中，锌电极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，铜电极上电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，则电池总反应式为Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，生成氢气的物质的量为：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，
（1）由方程式可知，n（Zn）=n（H₂）=0.15mol，故消耗Zn的质量为0.15mol×65g/mol=9.75g，故答案为：9.75g；
（2）根据氢原子守恒，得n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.15mol，则c（H₂SO₄）=$\frac{0.15}{0.2}$=0.75mol•L^-1，故答案为：0.75mol•L^-1．

点评 本题以原电池原理为载体，考查方程式的有关计算，题目难度不大，注意对基础知识的理解掌握．