Question

15．在由銅片、鋅片和200mL稀硫酸組成的原電池中，若鋅片只發(fā)生電化學腐蝕，當在銅片上放出3.36L（標準狀況）的氫氣時，硫酸恰好用完，則：
（1）產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅的質(zhì)量是多少？
（2）通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量是多少？
（3）原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？

Answer 1

分析 該原電池中，鋅電極上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，銅電極上電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，則電池反應(yīng)式為Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，
（1）根據(jù)氫氣和鋅之間的關(guān)系式計算鋅的質(zhì)量；
（2）根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（3）根據(jù)氫原子守恒計算硫酸的濃度．

解答 解：該原電池中，鋅電極上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，銅電極上電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，則電池反應(yīng)式為Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，
（1）設(shè)參加反應(yīng)的Zn的質(zhì)量為x，
Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺
65g   22.4L
x     3.36L
$\frac{65g}{x}=\frac{22.4L}{3.36L}$解得：x=9.75g
答：消耗鋅的質(zhì)量9.75g；
（2）設(shè)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為y，
Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺轉(zhuǎn)移電子
      22.4L      2mol
      3.36L       y
$\frac{22.4L}{3.36L}=\frac{2mol}{y}$
解得：y=0.30mol，
答：通過電子的物質(zhì)的量為0.30mol；
（3）根據(jù)氫原子守恒得H₂SO₄～H₂，則c（H₂SO₄）=$\frac{\frac{3.36L}{22.4L/mol}}{0.2L}$=0.75 mol•L^-1，
答：原硫酸的濃度為0.75 mol•L^-1．

點評 本題以原電池原理為載體考查了物質(zhì)的量的有關(guān)計算，根據(jù)各個物理量之間的關(guān)系來分析解答，題目難度不大．