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.Zn＋H₂SO₄＝ZnSO₄＋H₂↑；B.NaOH＋HCl＝NaCl＋H₂O。能设计成原电池的反应是__________(填“A”或“B”)。

(2)将锌片和铜片按如图方式插入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.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少

C.两烧杯中溶液的c(H^＋)均减小

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正极电极反应式：__________。

④当乙中产生2.24 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^＋)＝0.2 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

A C ＞ 2H++2e-=H2↑ 2mol/L

【解析】

(1)自发的氧化还原反应才能设计成原电池；

(2)①甲装置符合原电池构成条件，是原电池，乙不能形成闭合回路，不能构成原电池，两个烧杯中锌都失电子发生氧化反应，甲中铜上氢离子得电子发生还原反应，乙中锌上氢离子得电子发生还原反应；

②作原电池负极的金属加速被腐蚀；

③原电池正极是氢离子得电子发生还原反应；

④先计算氢离子的物质的量再计算原来稀硫酸的浓度。

（1）反应A.Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑是氧化还原反应，能设计成原电池反应，B.NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池，正确答案是：A。

（2）①A．甲形成原电池，是化学能转变为电能的装置，乙不是，A猎误；

B．甲、乙中锌片质量都减少，铜片质量都不变，B错误；

C．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，C正确；

所以选C。

②原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度，所以两烧杯中产生气泡的速度甲＞乙，本题正确答案：＞；

③构成原电池的正极是氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，本题正确答案是：2H++2e-=H2↑

④稀释后氢离子的物质的量为1 L×0.2 mol/L=0.2 mol，生成氢气2.24 L的物质的量为=0.1mol，消耗的氢离子物质的量为0.2 mol，所以原溶液中氢离子的物质的量为0.4 mol，原溶液中氢离子的浓度为，硫酸是二元强酸，所以原溶液中稀硫酸的浓度为2 mol/L，本题正确答案是2 mol/L。