Question

【題目】觀察圖中 A、B、C 三個(gè)裝置，回答下列問題：

（1）把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯中，可觀察到鋅片上有氣泡，再平行插入一銅片，可觀察到銅片上_________（填“有”或“沒有”）氣泡產(chǎn)生。用導(dǎo)線把鋅片和碳棒連接起來組成一個(gè)原電池（圖A），正極的反應(yīng)式為_______。

（2） 如果燒杯中最初裝入的是 500 mL 2 mol·L-1 硫酸溶液，構(gòu)成銅鋅原電池，當(dāng)收集到 11.2 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）H2 時(shí)，溶液體積變化忽略不計(jì)，則燒杯內(nèi)溶液中硫酸的物質(zhì)的量的濃度為_______mol/L。

（3） 如果電極材料分別是鐵片和石墨并進(jìn)行連接，插入氯化鈉溶液中（圖 B），放置數(shù)天后，鐵片生銹。負(fù)極反應(yīng)式為_______。

（4） 圖 C 是電解 CuCl2 溶液的裝置，其中 c、d 為石墨電極。

①正極為_______（填“a”或“b”）。

②陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_______，檢驗(yàn)該陽(yáng)極產(chǎn)物的方法是將_______試紙靠近電極。

③電解一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)陰極增重 6.4 g，若該電解反應(yīng)所需的電子全部由氫氧燃料電池提供，則至少需要消耗_______L 氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）才能滿足需要。

Answer 1

【答案】沒有 2H++2e-=H2↑ 1mol/L Fe-2e-=Fe2+ a 2Cl－－2e－=Cl2 濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀 2.24L

【解析】

(1)根據(jù)原電池的構(gòu)造和與原理分析；

(2)根據(jù)正極反應(yīng)：2H++2e-=H2↑，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2L即0.5mol的氫氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是1mol，減少的氫離子為1mol，所以剩余的硫酸的量為0.5mol，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為：Zn-2e-=Zn，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子1mol時(shí)，生成鋅離子的量為0.5mol，結(jié)合濃度概念計(jì)算；

(3)鐵片、石墨和氯化鈉溶液構(gòu)成的原電池中，金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵失電子變?yōu)閬嗚F離子；

(4)①根據(jù)圖中電流的流向判斷正負(fù)極，電解池中與負(fù)極相連的為陰極，與之間相連的為陽(yáng)極；

②陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣；根據(jù)氯氣的氧化性檢驗(yàn)；

③根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子及生成氫氣之間的關(guān)系式計(jì)算。

(1)把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯中，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，可觀察到鋅片上有氣泡，再平行插入一銅片，銅與稀硫酸不反應(yīng)，因此銅片上沒有氣泡產(chǎn)生；用導(dǎo)線把鋅片和碳棒連接起來，鋅片、銅片和硫酸形成的原電池中，銅片為正極，該極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)為：2H++2e=H2↑；

(2)根據(jù)正極反應(yīng)：2H++2e=H2↑，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2L即0.5mol的氫氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是1mol，減少的氫離子為1mol，所以剩余的硫酸的量為0.5mol，其濃度為=1mol/L；

(3)鐵片、石墨和氯化鈉溶液構(gòu)成的原電池中,金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕,正極上是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極是鐵失電子變?yōu)閬嗚F離子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+；

(4)①由圖可知電流從a流向b，則a為電池的正極，b為負(fù)極，c與正極相連，所以c為陽(yáng)極；

②陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣,其電極反應(yīng)式為：2Cl2e=C12↑，氯氣具有較強(qiáng)的氧化性，與碘化鉀反應(yīng)置換出碘單質(zhì)，能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)；

③極上的電極反應(yīng)為：Cu2++2e=Cu，已知陰極增重6.4g，則n(Cu)==0.1mol，所以轉(zhuǎn)移的電子為0.2mol，氫氧燃料電池中消耗1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子，所以轉(zhuǎn)移的電子為0.2mol時(shí)，消耗的氫氣為0.1mol，則V(H2)=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L。