Question

18．分別按圖甲、乙所示裝置進行實驗，圖中兩個燒杯里的溶液為同濃度的稀硫酸，乙中G為電流計．請回答下列問題：

（1）以下敘述中，正確的是CD．
A．甲中鋅片是負極，乙中銅片是正極
B．兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生
C．兩燒杯中溶液pH均增大
D．產(chǎn)生氣泡的速度甲中比乙中慢
E．乙的外電路中電流方向Zn→Cu
F．乙溶液中SO₄^2-向銅片方向移動
（2）變化過程中能量轉(zhuǎn)化的主要形式是：甲為化學能轉(zhuǎn)化為熱能；乙為化學能轉(zhuǎn)化為電能．
（3）在乙實驗中，某同學發(fā)現(xiàn)不僅在銅片上有氣泡產(chǎn)生，而且在鋅片上也產(chǎn)生了氣體，分析原因可能是鋅片不純，在鋅片上就形成原電池．
（4）在乙實驗中，如果把硫酸換成硫酸銅溶液，請寫出銅電極的電極反應方程式及總反應方程式：
銅電極：Cu²⁺+2e^-=Cu
總反應：Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺．
當電路中轉(zhuǎn)移0.25mol電子時，消耗負極材料的質(zhì)量為8.125g．

Answer 1

分析 （1）原電池的構成條件是：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質(zhì)溶液中，③兩電極間構成閉合回路，④能自發(fā)的進行氧化還原反應；形成原電池加快反應速率，并且電流方向為正極到負極，離子移動陰離子移向陰極，據(jù)此分析判斷；
（2）原電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，化學反應是將化學能轉(zhuǎn)化為熱能；
（3）原電池正極上氫離子放電生成氫氣，則鋅片有氣泡產(chǎn)生說明鋅片不純，據(jù)此分析；
（4）如果電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，銅電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應，總反應為鋅置換出銅的反應，根據(jù)負極鋅失電子計算消耗負極材料的質(zhì)量．

解答 解：（1）A．甲不能構成原電池，只有鋅和稀硫酸發(fā)生氧化還原反應，乙池中能構成原電池，鋅作負極，銅作正極，故A錯誤； 
B．甲池中不能構成原電池，所以甲池中銅電極上沒有氣泡產(chǎn)生，故B錯誤；
C．兩燒杯中都是氫離子得電子生成氫氣，鋅失電子發(fā)生氧化反應，所以溶液的pH均增大，故C正確；           
D．能形成原電池的加快反應速率，所以產(chǎn)生氣泡的速度甲中比乙中慢，故D正確；
E．乙的外電路中電流方向Cu→Zn，故E錯誤；
F．乙溶液中SO₄^2-向負極Zn片方向移動，故F錯誤；
故選CD；
（2）甲中不能形成原電池，所以是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�，乙池能構成原電池，所以是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，故答案為：化學能轉(zhuǎn)化為熱能；化學能轉(zhuǎn)化為電能；
（3）鋅片有氣泡產(chǎn)生說明鋅片不純，鋅和鋅片中的雜質(zhì)構成原電池，雜質(zhì)作正極，氫離子在雜質(zhì)上得電子生成氫氣，故答案為：鋅片不純，在鋅片上就形成原電池；
（4）如果將稀硫酸換成硫酸銅溶液，則正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應為鋅置換出銅的反應即Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，負極鋅失電子所以當電路中轉(zhuǎn)移0.25mol電子時，消耗負極材料的質(zhì)量為$\frac{0.25}{2}$×65=8.125g，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺；8.125g．

點評 本題考查原電池的組成和工作原理，題目難度中等，注意把握電極方程的書寫方法，注意基礎知識的積累．