Question

在盛有500mL 0.1mol/LCuSO₄和0.4mol/LH₂SO₄混合溶液的大烧杯中．用锌、铜作电极，用导线连接形成原电池，当电极锌消耗6.5g时，试完成：
（1）写出电极反应式：负极

 

；正极

 

．
（2）电极上共析出氢气的质量．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）n（Zn）=0.1mol，n（CuSO₄）=0.5L×0.1mol/L=0.05mol，n（H₂SO₄）=0.5L×0.4mol/L=0.2mol，原电池工作时，负极发生Zn-2e^-=Zn²⁺，正极分别发生：Cu²⁺+2e^-=Cu和2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）结合物质的物质的量以及电极方程式计算．

解答： 解：（1）用锌、铜作电极，锌较活泼，为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e^-=Zn²⁺，正极发生还原反应，电解质为硫酸和硫酸铜的混合液，可能发生Cu²⁺+2e^-=Cu和2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu和2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）n（Zn）=

6.5g

65g/mol

=0.1mol，n（CuSO₄）=0.5L×0.1mol/L=0.05mol，n（H₂SO₄）=0.5L×0.4mol/L=0.2mol，
负极发生Zn-2e^-=Zn²⁺，可失去0.2mol电子，
则正极首先发生   Cu²⁺+2e^-=Cu，
            0.05mol  0.1mol
其次发生：2H⁺+2e^-=H₂↑，
则氢离子放电得到电子的物质的量为0.2mol-0.1mol=0.1mol，
可知生成氢气0.05mol，
质量为0.05mol×2g/mol=0.1g，
答：生成氢气的质量为0.1g．

点评：本题综合考查原电池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握原电池的工作原理以及电极方程式的书写，难度不大．