Question

3．由等質(zhì)量的鋅片、銅片和200mL稀硫酸組成的原電池，工作一段時間后，當在銅片上放出3.36L（標準狀況）的氣體時，H₂SO₄恰好完全反應．計算：
（1）原硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？
（2）若將電解質(zhì)溶液改為硫酸銅溶液，當電池兩極的質(zhì)量差為2.58g時，從電池中流出的電子的物質(zhì)的量．

Answer 1

分析 （1）Zn、Cu和稀硫酸構成原電池，Zn易失電子作負極、Cu作正極，電池反應式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，根據(jù)H守恒計算硫酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）如果將電解質(zhì)溶液改為硫酸銅溶液，則電池反應式為Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，負極上溶解Zn、正極上析出Cu，兩個電極的質(zhì)量差等于溶解的Zn和析出Cu的質(zhì)量，根據(jù)方程式知，溶解鋅和析出Cu的物質(zhì)的量相等，再根據(jù)溶解Zn和轉移電子之間的關系式計算．

解答 解：（1）n（H₂）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，Zn、Cu和稀硫酸構成原電池，Zn易失電子作負極、Cu作正極，電池反應式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，根據(jù)H守恒得n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.15mol，
則c（H₂SO₄）=$\frac{0.15mol}{0.2L}$=0.75mol/L，
答：原硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.75mol/L；
（2）如果將電解質(zhì)溶液改為硫酸銅溶液，則電池反應式為Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，負極上溶解Zn、正極上析出Cu，兩個電極的質(zhì)量差等于溶解的Zn和析出Cu的質(zhì)量，根據(jù)方程式知，溶解鋅和析出Cu的物質(zhì)的量相等，設溶解鋅和析出Cu的物質(zhì)的量分別為xmol，則64xg+65xg=2.58g，x=0.02，
根據(jù)Zn和轉移電子之間的關系式知，轉移電子物質(zhì)的量=2n（Zn）=2×0.02mol=0.04mol，
答：若將電解質(zhì)溶液改為硫酸銅溶液，當電池兩極的質(zhì)量差為2.58g時，從電池中流出的電子的物質(zhì)的量為0.04mol．

點評 本題以原電池原理為載體考查物質(zhì)的量有關計算，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，明確各個物理量之間的關系式是解本題關鍵，注意（2）題反應后兩極質(zhì)量差為“溶解鋅的質(zhì)量和析出銅質(zhì)量之和”而不是“溶解鋅和析出銅質(zhì)量之差”，為易錯題．