Question

右下圖是以Zn和Cu為電極，稀硫酸為電解質溶液形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下：

實驗后的記錄： ①Zn極發生還原反應，Cu極發生氧化反應 ②H+向負極移動 ③電子流動方向Zn→導線→Cu ④溶液的pH變小 ⑤若有1mol電子流過導線，則產生H2為0.5mol。 ⑥正極的電極反應式：Zn-2e- =Zn2+

（1）在卡片上，敘述合理的是___     __（填序號）。
（2）其他條件相同情況下，產生氣泡的速率比單一鋅片      （填快或慢）。
（3）在實驗中，甲同學發現不僅在銅片上有氣泡產生，而且在鋅片上也產生了氣體，分析原因可能是___________________________。
（4）如果把硫酸換成硫酸銅溶液，猜測___（填“鋅極”或“銅極”）變粗，原因是____ __（用電極方程式表示）。實驗結束后稱得兩極質量差12.9g，假設初始時Zn極與Cu極質量相等，則反應中轉移的電子的物質的量為     mol。

Answer 1

（1）3、5（2）快（3）鋅片中含有雜質（4）銅極、Cu²⁺+2e^-＝Cu  0.2

試題分析：（1）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。鋅比銅活潑，所以鋅是負極，失去電子。銅是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子，發生還原反應生成氫氣。據此可知選項③⑤正確。
（2）通過原電池進行的反應速率快。
（3）由于鋅片中含有雜質，從而也構成原電池，故鋅片表面也有氣泡產生。
（4）如果把硫酸換成硫酸銅溶液，則正極是銅離子放電生成單質銅，所以銅極變粗。電極反應式是Cu²⁺+2e^-＝Cu。實驗結束后稱得兩極質量差12.9g，如果設參加反應的鋅的物質的量是x，則析出銅的物質的量也是x，所以65x＋64x＝12.9g，解得x＝0.1mol，所以反應中轉移的電子的物質的量為0.2mol。
點評：該題是中等難度的試題，主要是考查學生對原電池原理的熟悉了解程度，以及靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力，激發學生的學習興趣。該題的關鍵是明確原電池的工作原理，并能結合題意和裝置圖靈活運用即可。