Question

5．由锌片、铜片和200mL稀硫酸组成的原电池，若锌片只发生原电池反应，当在铜片上放出1.68L（标准状况下）气体时，H₂SO₄恰好消耗一半，则产生这些气体时，共消耗锌的质量为4.875g．有0.15N_A个电子通过了导线，原稀硫酸中溶质的物质的量浓度为0.75mol/L（设溶液体积不变）

Answer 1

分析 原电池时，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e^-═Zn²⁺，铜为原电池正极，发生还原反应，电极方程式为2H⁺+2e^-═H₂↑，根据转移电子相等计算消耗m（Zn），根据氢气和转移电子之间的关系式计算转移电子数，根据H原子守恒计算硫酸浓度．

解答 解：原电池时，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e^-═Zn²⁺，铜为原电池正极，发生还原反应，电极方程式为2H⁺+2e^-═H₂↑，n（H₂）=$\frac{1.68L}{22.4L/mol}$=0.075mol，
根据转移电子相等得n（Zn）=$\frac{0.075mol×2}{2}$=0.075mol，m（Zn）=0.075mol×65g/mol=4.875g；
根据氢气和转移电子之间的关系式知，转移电子个数=0.075mol×2×N_A/mol=0.15N_A，
参加反应的硫酸n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.075mol，占原来硫酸的一半，则原来硫酸的物质的量为0.075mol×2=0.15mol，
所以原硫酸的物质的量浓度=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.15mol}{0.2L}$=0.75mol/L，
故答案为：4.875；0.15N_A；0.75mol/L．

点评 本题以原电池原理为载体考查物质的量有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个物理量之间关系是解本题关键，注意原子守恒、转移电子守恒的灵活运用．