Question

18．將質(zhì)量均為100g的鋅片和銅片用導(dǎo)線與燈泡串聯(lián)浸入盛有500mL 2mol•L^-1稀硫酸溶液的1.5L容器中構(gòu)成如圖裝置．
（1）該裝置中發(fā)生反應(yīng)總的離子方程式為2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，溶液中SO₄^2-（填微粒化學(xué)式）向鋅極移動(dòng)．
（2）若2min后測(cè)得鋅片質(zhì)量減少13g，則導(dǎo)線中流過的電子為0.4mo1，電子的流動(dòng)方向由m到n（用m、n表示）．若將正極生成的氣體不斷導(dǎo)入一個(gè)2L的剛性容器中，則反應(yīng)開始至2min用該氣體表示的反應(yīng)速率為0.5mol•L^-1•min^-1．
（3）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到3min 時(shí)燈泡亮度較弱，某同學(xué)向該裝置內(nèi)溶液中加入bc（填序號(hào)）燈泡的亮度會(huì)突然增加．
a．300mL蒸餾水                             b．100mL 8mol•L^-1硫酸溶液
c．300mL 10mol•L^-1硫酸銅溶液     d．200mL 8mol•L^-1氫氧化鈉溶液．

Answer 1

分析 （1）該裝置構(gòu)成原電池，負(fù)極上鋅溶解，正極上氫離子放出氫氣，總的離子方程式為鋅與氫離子反應(yīng)生成鋅離子和氫氣，陰離子流向負(fù)極；
（2）負(fù)極上鋅溶解，電極反應(yīng)為：Zn-2e^-=Zn ²⁺，據(jù)此計(jì)算導(dǎo)線中流過的電子；電子的流動(dòng)方向?yàn)樨?fù)極流向正極；由v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)開始至2min用該氣體表示的反應(yīng)速率；
（3）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到3min 時(shí)燈泡亮度較弱，根據(jù)加入電解質(zhì)時(shí)離子濃度增大即可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性會(huì)使燈泡的亮度突然增加判斷．

解答 解：（1）該裝置構(gòu)成原電池，負(fù)極上鋅溶解，正極上氫離子放出氫氣，總的離子方程式為2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，陰離子流向負(fù)極，所以SO₄^2-流向負(fù)極鋅極，故答案為：2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑；SO₄^2-；
（2）負(fù)極上鋅溶解，電極反應(yīng)為：Zn-2e^-=Zn ²⁺，正極上氫離子放出氫氣，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，所以鋅片質(zhì)量減少13g，則導(dǎo)線中流過的電子為$\frac{13g}{65g/mol}$×2=0.4mo1，生成氫氣為0.2mol；電子的流動(dòng)方向?yàn)樨?fù)極m流向正極 n；又正極生成的氣體不斷導(dǎo)入一個(gè)2L的剛性容器中，則反應(yīng)開始至2min用該氣體表示的反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.5mol•L^-1•min^-1；故答案為：0.4；由m到 n；0.5mol•L^-1•min^-1；
（3）a．300mL蒸餾水，離子濃度減小，導(dǎo)電性減弱，燈泡的亮度會(huì)減弱，故錯(cuò)誤；
 b．100mL 8mol•L^-1硫酸溶液，離子濃度增大，導(dǎo)電性增強(qiáng)，燈泡的亮度會(huì)增加，故正確；
c．300mL 10mol•L^-1硫酸銅溶液，離子濃度增大，導(dǎo)電性增強(qiáng)，燈泡的亮度會(huì)增加，故正確；    
d．200mL 8mol•L^-1氫氧化鈉溶液與硫酸反應(yīng)導(dǎo)致離子濃度減小，導(dǎo)電性減弱，燈泡的亮度會(huì)減弱，故錯(cuò)誤；
故選：bc．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意把握原電池的工作原理，把握電極方程式的書寫，難度不大．