Question

18．將質量均為100g的鋅片和銅片用導線與燈泡串聯(lián)浸入盛有500mL 2mol•L^-1稀硫酸溶液的1.5L容器中構成如圖裝置．
（1）該裝置中發(fā)生反應總的離子方程式為2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，溶液中SO₄^2-（填微粒化學式）向鋅極移動．
（2）若2min后測得鋅片質量減少13g，則導線中流過的電子為0.4mo1，電子的流動方向由m到n（用m、n表示）．若將正極生成的氣體不斷導入一個2L的剛性容器中，則反應開始至2min用該氣體表示的反應速率為0.5mol•L^-1•min^-1．
（3）當反應進行到3min 時燈泡亮度較弱，某同學向該裝置內溶液中加入bc（填序號）燈泡的亮度會突然增加．
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）該裝置構成原電池，負極上鋅溶解，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生成鋅離子和氫氣，陰離子流向負極；
（2）負極上鋅溶解，電極反應為：Zn-2e^-=Zn ²⁺，據(jù)此計算導線中流過的電子；電子的流動方向為負極流向正極；由v=$\frac{△c}{△t}$計算反應開始至2min用該氣體表示的反應速率；
（3）當反應進行到3min 時燈泡亮度較弱，根據(jù)加入電解質時離子濃度增大即可增強溶液的導電性會使燈泡的亮度突然增加判斷．

解答 解：（1）該裝置構成原電池，負極上鋅溶解，正極上氫離子放出氫氣，總的離子方程式為2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑，陰離子流向負極，所以SO₄^2-流向負極鋅極，故答案為：2H⁺+Zn=Zn²⁺+H₂↑；SO₄^2-；
（2）負極上鋅溶解，電極反應為：Zn-2e^-=Zn ²⁺，正極上氫離子放出氫氣，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，所以鋅片質量減少13g，則導線中流過的電子為$\frac{13g}{65g/mol}$×2=0.4mo1，生成氫氣為0.2mol；電子的流動方向為負極m流向正極 n；又正極生成的氣體不斷導入一個2L的剛性容器中，則反應開始至2min用該氣體表示的反應速率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，導電性減弱，燈泡的亮度會減弱，故錯誤；
 b．100mL 8mol•L^-1硫酸溶液，離子濃度增大，導電性增強，燈泡的亮度會增加，故正確；
c．300mL 10mol•L^-1硫酸銅溶液，離子濃度增大，導電性增強，燈泡的亮度會增加，故正確；    
d．200mL 8mol•L^-1氫氧化鈉溶液與硫酸反應導致離子濃度減小，導電性減弱，燈泡的亮度會減弱，故錯誤；
故選：bc．

點評 本題考查原電池知識，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，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．