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1.将锌片和铜片插入稀硫酸中构成如图1所示的装置,请回答下列问题:
(1)该装置可以实现化学能转化为电能(填能量转化形式).
(2)对该装置下列说法正确的是bd.
a.Cu为正极发生氧化反应
b.负极反应为 Zn-2e-═Zn2+
c.电子由铜片通过导线流向锌片
d.溶液中SO42-移向Zn极
(3)在反应中若为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,可以采取的措施ac(填序号).
a.加水    b.加少量氯化钡固体   c.加少量醋酸钠固体    d.加少量氢氧化钠固体
(4)某学生为了探究锌与稀硫酸反应过程中的速率及能量的变化,进行如图2实验,分析影响反应速率的因素.
实验时,从断开K开始,每间隔1分钟,交替断开或闭合K,并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数,得到的水滴数如表所示:
1分钟水滴数(断开K)345986117102
1分钟水滴数(闭合K)588111213978
分析反应过程中的水滴数,请回答:
①由水滴数58>34、81>59,说明在反应初期,闭合K时比断开K时的反应速率快(填“快”或“慢”),主要原因是形成原电池反应速度快.
②由水滴数102>78,说明在反应后期,断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率,主要原因是断开K时,溶液中的c(H+)大于闭合K时溶液中的c(H+).
③从能量转换形式不同的角度,分析水滴数86>81、117>112的主要原因是:断开K时,反应的化学能主要转化成热能,闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,前者使溶液的温度升得更高,故反应速率更快.

分析 (1-2)根据图象知,Zn易失电子作负极、Cu作正极,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+、正极反应式为2H++2e-=H2↑,放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此分析解答;
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,加入的物质应该降低氢离子浓度但不影响氢离子总物质的量;
(4)①形成原电池能加快反应速率;
②根据氢离子浓度大小与速率的关系分析;
③断开K时,反应的化学能主要转化成热能,闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,根据温度对速率的影响分析.

解答 解:(1)据图象知,Zn易失电子作负极、Cu作正极,形成原电池,将化学能转化成电能,故答案为:化学能转化为电能;
(2)a.Cu为正极发生还原反应,故错误;
b.Zn易失电子作负极,负极反应为 Zn-2e-═Zn2+,故正确;
c.电子由负极锌片通过导线流向正极铜片,故错误;
d.溶液中SO42-移向负极Zn极,故正确
故选:bd;
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,加入的物质应该降低氢离子浓度但不影响氢离子总物质的量,
a.加入水,氢离子浓度减小、氢离子总物质的量不变,所以符合条件,故正确;
b.加少量氯化钡固体,氢离子浓度基本不变,不符合条件,故错误;
c.加少量醋酸钠固体,盐酸和醋酸钠反应生成弱酸醋酸,氢离子浓度减小、氢离子总物质的量不变,所以符合条件,故正确;
d.加少量氢氧化钠固体,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,导致和锌反应的氢离子总物质的量减少,不符合条件,故错误;
故选ac;
(4)①形成原电池能加快反应速率,所以在反应初期,闭合K时比断开K时的反应速率快,故答案为:快;形成原电池反应速度快;
②由于反应前期形成原电池反应速率快,氢离子消耗的多,则在后期,闭合K时溶液中氢离子浓度小,氢离子浓度越小反应速率越小,断开K时,溶液中的c(H+)大于闭合K时溶液中的c(H+),所以在反应后期,断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率;
故答案为:断开K时,溶液中的c(H+)大于闭合K时溶液中的c(H+);
③断开K时,反应的化学能主要转化成热能,闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,则随着反应进行,断开K时,放出的热量使溶液的温度升高,温度越高反应速率越快;
故答案为:断开K时,反应的化学能主要转化成热能,闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,前者使溶液的温度升得更高,故反应速率更快.

点评 本题考查了原电池原理的应用、影响速率的因素等,题目难度中等,注意形成原电池能加快反应速率.

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