Question

由铜片、锌片和100mL硫酸铜溶液组成的原电池工作一段时间后，铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，试计算：
（1）锌片腐蚀后质量减轻了多少克？
（2）共有多少个电子流过外电路？
（3）原硫酸铜溶液的物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析：原电池反应中负极是锌，电极反应为Zn-2e^-=Zn²⁺；铜做正极，溶液中铜离子得到电子生成铜发生还原反应，电极反应Cu²⁺+2e^-=Cu；铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，说明溶液中铜离子全部析出，依据电极反应和电子守恒计算．

解答：解：电极反应为Zn-2e^-=Zn²⁺；铜做正极，溶液中铜离子得到电子生成铜发生还原反应，电极反应Cu²⁺+2e^-=Cu，铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，说明溶液中铜离子全部析出，
（1）Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu，铜片质量增加了12.8g，物质的量=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，依据电子守恒，Zn～Cu～2e^-，溶解的锌质量=0.2mol×65g/mol=13g，
答：锌片腐蚀后质量减轻了13g；
（2）依据（1）计算可知转移电子总数为0.4mol，
答：反应过程中共有0.4mol电子转移；
（3）铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好变为无色．假设锌片上没有铜析出，说明溶液中铜离子全部析出，原溶液中铜离子物质的量为0.2mol，溶液浓度=

0.2mol

0.1L

=2mol/L，
答：原硫酸铜溶液的物质的量浓度为2mol/L．

点评：本题考查了原电池原理分析，电极反应书写计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．