Question

原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。

(1)现有如下两个反应：A.NaOH＋HCl===NaCl＋H₂O；B.Zn＋H₂SO₄===ZnSO₄＋H₂↑。

判断能否设计成原电池A__________，B__________(填“能”或“不能”)。

(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

①下列说法正确的是__________。

A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置

B．乙中铜片上没有明显变化

C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少

D．两烧杯中溶液的pH均增大

②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲__________乙(填“>”、“<”或“＝”)。

③请写出图中构成原电池的负极电极反应式： ____________。

④当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H^＋)＝0.1 mol·L－1(设反应前后溶液体积不变)。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为__________。

Answer

不能 能 BD > Zn－2e－===Zn2＋ 1 mol·L－1

【解析】(1)原电池中发生的是自发的氧化还原反应，A.为酸碱中和，是非氧化还原反应，故不能设计成原电池；B.是置换反应，是氧化还原反应，能设计成原电池；

(2)①甲装置是原电池，发生电化学腐蚀，乙装置发生化学腐蚀；A．甲是化学能转变为电能的装置，乙不是，故A错误；B．乙装置中铜片不反应，也没构成原电池的正极，所以铜片上没有明显变化，故B正确；C．甲、乙中锌片质量都减少，故C错误；D．两个烧杯中都产生氢气，氢离子浓度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正确；故选BD；
②原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度；
③构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
④释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol•L-1=0.1mol，生成氢气的氢离子的物质的量为，所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol，原溶液中氢离子的浓度为=2mol/L，一个硫酸分子中含两个氢离子，所以原溶液中稀硫酸的浓度为1 mol•L-1。

点睛：明确原电池的构成条件及反应必须是放热反应是解本题的关键。构成原电池的条件是：①有两个活泼性不同的电极；②将电极插入电解质溶液中；③两电极间构成闭合回路；④能自发的进行氧化还原反应；所以设计原电池必须符合构成原电池的条件，且该反应必须是放热反应。