Question

11．如圖所示裝置，燒杯中盛有200mL 1mol•L^-1的CuSO₄溶液．
（1）負(fù)極為Zn，電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺．正極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu．
（2）若初始時(shí)Zn片與Cu片質(zhì)量相等，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得兩極質(zhì)量差為12.9g，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol，反應(yīng)后溶液中CuSO₄的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L（忽略溶液體積的變化）．

Answer 1

分析 （1）該裝置是原電池，Zn易失電子作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺、正極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）負(fù)極上鋅逐漸溶解、正極上析出Cu，所以兩極質(zhì)量差等于溶解鋅的質(zhì)量和析出銅的質(zhì)量之和，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)原子守恒計(jì)算硫酸鋅、硫酸銅濃度．

解答 解：（1）該裝置是原電池，Zn易失電子作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，所以負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺、正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，所以正極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Zn；Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）負(fù)極上鋅逐漸溶解、正極上析出Cu，所以兩極質(zhì)量差等于溶解鋅的質(zhì)量和析出銅的質(zhì)量之和，設(shè)溶解鋅的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知析出Cu的物質(zhì)的量為xmol，（65+64）g/mol×xmol=12.9g，x=0.1，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol；
溶解鋅的物質(zhì)的量為0.1mol、析出Cu的物質(zhì)的量為0.1mol，則溶液中還剩余硫酸銅的物質(zhì)的量為0.2L×1mol/L-0.1mol=0.1mol，根據(jù)原子守恒知，溶液中c（ZnSO₄）=c（CuSO₄）=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L，
故答案為：0.2mol；0.5mol/L．

點(diǎn)評 本題考查了原電池原理，明確正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒進(jìn)行解答，注意：兩個(gè)電極質(zhì)量差不是溶解鋅和析出銅的質(zhì)量差而是二者之和，為易錯(cuò)點(diǎn)．