Question

11．由銅片、鋅片和100mL硫酸銅溶液組成的原電池工作一段時間后，銅片質(zhì)量增加了12.8g，且溶液恰好變?yōu)闊o色．假設(shè)鋅片上沒有銅析出，試計算：
（1）銅片是原電池的正極（填“正極”或“負(fù)極”）．
（2）鋅片質(zhì)量減輕了13 g．
（3）流過外電路的電子的物質(zhì)的量是0.4 mol．
（4）原硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度是2 mol•L^-1．

Answer 1

分析 原電池反應(yīng)中負(fù)極是鋅，電極反應(yīng)為Zn-2e^-=Zn²⁺；銅做正極，溶液中銅離子得到電子生成銅發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)Cu²⁺+2e^-=Cu；銅片質(zhì)量增加了12.8g，且溶液恰好變?yōu)闊o色．假設(shè)鋅片上沒有銅析出，說明溶液中銅離子全部析出，依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計算．

解答 解：負(fù)極是金屬鋅，電極反應(yīng)為Zn-2e^-=Zn²⁺；銅做正極，溶液中銅離子得到電子生成銅發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)Cu²⁺+2e^-=Cu，銅片質(zhì)量增加了12.8g，且溶液恰好變?yōu)闊o色．假設(shè)鋅片上沒有銅析出，說明溶液中銅離子全部析出，
（1）銅片是原電池的正極，故答案為：正極；
（2）負(fù)極反應(yīng)：Zn-2e^-=Zn²⁺；正極反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-=Cu，銅片質(zhì)量增加了12.8g，物質(zhì)的量=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，依據(jù)電子守恒，Zn～Cu～2e^-，溶解的鋅質(zhì)量=0.2mol×65g/mol=13g，
故答案為：13；
（3）依據(jù)（1）計算可知轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為0.4mol，
故答案為：0.4；
（4）銅片質(zhì)量增加了12.8g，且溶液恰好變?yōu)闊o色．假設(shè)鋅片上沒有銅析出，說明溶液中銅離子全部析出，原溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.2mol，溶液濃度=$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，故答案為：2．

點評 本題考查了原電池原理分析，電極反應(yīng)書寫計算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．