Question

由铜片、锌片和200mL稀H₂SO₄组成的原电池中，若锌片发生电化学腐蚀，则当铜片上放出3.36L（标态）气体时，硫酸恰好全部作用完．试计算：
（1）产生这些气体消耗了多少克锌？
（2）有多少mol电子通过了导线？
（3）200mL稀H₂SO₄的物质的量浓度是多少？

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：该原电池中，锌电极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，铜电极上电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，则电池反应式为Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，
（1）根据氢气和锌之间的关系式计算锌的质量；
（2）根据氢气和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量；
（3）根据氢原子守恒计算硫酸的浓度．

解答： 解：该原电池中，锌电极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，铜电极上电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，则电池反应式为Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，
（1）设参加反应的Zn的质量为x，
Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺
65g   22.4L
x     3.36L

65

x

=

22.4

3.36

解得：x=9.75g
答：消耗锌的质量9.75g；
（2）设转移电子的物质的量为y，
Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺转移电子         
          22.4L      2mol
          3.36L        y

22.4L

3.36L

=

2mol

y

解得：y=0.30mol，
答：通过电子的物质的量为0.30mol； 
（3）根据氢原子守恒得H₂SO₄～H₂，则c（H₂SO₄）=

3.36L 22.4L/mol

0.2L

=0.75 mol?L^-1，
答：原硫酸的浓度为0.75 mol?L^-1．

点评：本题以原电池原理为载体考查了物质的量的有关计算，根据各个物理量之间的关系来分析解答，题目难度不大．