Question

【題目】原電池原理的發現是儲能和供能技術的巨大進步，是化學對人類的項重大貢獻。

(1)某課外實驗小組欲探究鋁和銅的金屬性(原子失電子能力)強弱，同學們提出了如下實驗方案：

A.比較鋁和銅的硬度和熔點

B.比較二者在稀硫酸中的表現

C.用鋁片、銅片、硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液，比較二者的活動性

D.分別做鋁片、銅片與NaOH溶液反應的實驗

E.將鋁片、銅片用導線連接后共同投入稀鹽酸中接入電流計，觀察電流方向

上述方案中能達到實驗目的的是_________________。

(2)現有如下兩個反應：A.NaOH+HCl=NaCl+H2O B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。上述反應中能設計成原電池的是________ (填字母代號)，作負極的物質發生了________反應(填“氧化”或“還原”)。

(3)將純鋅片和純銅片按如圖所示方式插入100mL相同濃度的稀硫酸一段時間，回答下列問題：

①下列說法正確的是________ (填字母代號)。

A.甲、乙均為化學能轉變為電能的裝置 B.乙中銅片上沒有明顯變化

C.甲中銅片質量減少、乙中鋅片質量減少 D.兩燒杯中溶液的酸性均減弱

②在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲________乙(填“>”、“<”或“=”)。原因是________。

③當甲中產生1.12L(標準狀況)氣體時，將鋅、銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測得溶液中c(H+)=0.1mol/L(設反應前后溶液體積不變)。試確定原稀硫酸的物質的量濃度為____________。

Answer 1

【答案】BCE B 氧化 BD > 甲池鋅銅可形成原電池，能加快Zn與硫酸的反應速率 1 mol/L

【解析】

(1)比較金屬性強弱，可以根據金屬與酸反應的劇烈程度、構成原電池的負極等方面分析，而與硬度、熔沸點等無關，據此進行解答；

(2)自發的氧化還原反應才能設計成原電池；

(3)①甲裝置符合原電池構成條件，所以是原電池，乙不能形成閉合回路，所以不能構成原電池，兩個燒杯中，鋅都失電子發生氧化反應，甲中銅上氫離子得電子發生還原反應，乙中鋅上氫離子得電子發生還原反應；

②形成原電池加快反應速率；

③先計算氫離子的物質的量再計算原來稀硫酸的濃度。

(1)A.鋁和銅的硬度和熔點與金屬性強弱無關，A錯誤；

B.金屬性越強，與酸反應越劇烈，可通過比較Cu、Al在稀硫酸中的表現判斷其金屬性強弱，B正確；

C.用鋁片、銅片、硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液，根據是否發生置換反應可比較二者的活動性，C正確；

D.Al與氫氧化鈉溶液反應是鋁的化學特性，與金屬活潑性無關，不能根據是否與氫氧化鈉溶液反應判斷金屬性強弱，D錯誤；

E.將鋁片、銅片用導線連接后共同浸入稀鹽酸中，接入電流計，觀察電流方向，鋁為原電池負極，銅為正極，產生電流，據此判斷金屬性強弱，E正確；

故合理選項是BCE；

(2)反應A.NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化還原反應，不能設計成原電池，反應B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑是氧化還原反應，能設計成原電池，原電池中鋅作負極，失電子，發生氧化反應；

(3)①甲裝置是原電池，乙裝置不構成原電池。

A.甲是化學能轉變為電能的裝置，乙不是，A錯誤；

B.乙裝置中銅片不反應，也沒構成原電池的正極，所以銅片上沒有明顯變化，B正確；

C.甲、乙中鋅片質量都減少，銅片質量都不變，C錯誤；

D.兩個燒杯中都產生氫氣，氫離子濃度都降低，因此溶液的pH均增大，D正確；

故合理選項是BD；

②甲構成了原電池，乙沒有構成原電池，所以兩燒杯中產生氣泡的速度：甲>乙；

③釋后氫離子的物質的量n(H+)=1L×0.1mol/L=0.1mol，生成氫氣物質的量為n(H2)==0.05mol，則原溶液中氫離子的物質的量n(H+)總=0.1mol+0.05mol×2=0.2mol，因此原硫酸溶液中氫離子的濃度c(H+)==2mol/L，由于H2SO4是二元酸，一個硫酸分子電離產生兩個氫離子，所以原溶液中硫酸的濃度c(H2SO4)= c(H+)==1mol/L。