Question

4．现有如下两个反应：
（A）KOH+HNO₃═KNO₃+H₂O      
（B）H₂SO₄+Zn═ZnSO₄+H₂↑
（1）根据两反应本质判断能否设计成原电池：（A）不能（B）能
（2）如果不能，说明其原因（A）的反应是非氧化还原反应，没有电子转移
（3）如果可以，则写出作原电池的正极材料名称：石墨或铜片，电极反应式：负极Zn-2e^-=Zn²⁺；正极2H⁺+2e^-=H₂↑．
（4）在铜锌原电池中，以稀硫酸为电解质溶液，若工作一段时间后，锌片的质量减少了32.5克，则铜片表面析出了氢气11.2L，（标准状况下），导线中通过1 mol电子．

Answer 1

分析 （1）（2）原电池反应是自发进行的放热的氧化还原反应；
（3）原电池反应式中，失电子化合价升高的金属单质作负极、不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，得电子化合价降低的电解质其原电池电解质；
负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应；
（4）根据转移电子相等计算生成氢气体积；根据锌和转移电子之间的关系式计算转移电子物质的量．

解答 解：（1）（A）中各元素化合价不变，不属于氧化还原反应，属于复分解反应，所以不能设计成原电池；
（B）中Zn元素化合价由0价变为+2价、H元素化合价由+1价变为0价，且该反应是放热反应、能自发进行，所以能设计成原电池，
故答案为：不能；能；
（2）（A）的反应是非氧化还原反应，没有电子转移，所以不能设计成原电池，故答案为：（A）的反应是非氧化还原反应，没有电子转移；
（3）根据电池反应式知，Zn作负极，不如锌活泼的金属或导电的非金属作正极，如碳棒或铜片，负极上锌锌失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，所以反应式分别为负极：Zn-2e^-=Zn²⁺、正极：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：石墨或铜片；负极：Zn-2e^-=Zn²⁺；正极：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）锌失电子的物质的量=$\frac{32.5g}{65g/mol}×2$=1mol，根据转移电子相等得氢气体积=$\frac{1mol}{2}×22.4L/mol$=11.2L；
根据Zn-2e^-=Zn²⁺ 得转移电子的物质的量=$\frac{32.5g}{65g/mol}×2$=1mol，
故答案为：11.2；1．

点评 本题考查原电池设计，侧重考查学生知识运用能力，难点是根据电池反应式确定正负极材料及电解质溶液，根据元素化合价变化确定正负极及电解质溶液，题目难度不大．