Question

15．由铜片．锌片和200mL稀H₂SO₄组成的原电池中，若锌片只发生电化学反应，则当铜片上共放出3.36L（标准状况）气体时，H₂SO₄恰好完全消耗．求：
（1）反应中消耗的锌的质量是多少？
（2）有多少个电子通过了导线？
（3）原稀H₂SO₄的物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析 （1）原电池反应为：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺，根据生成气体的量计算消耗的金属的量；
（2）根据气体与转移电子之间的关系计算；
（3）根据气体的物质的量计算消耗硫酸的物质的量，再根据物质的量浓度公式计算．

解答 解：（1）由于锌比铜活泼，所以锌作负极，所以消耗的金属为锌，
锌失电子生成锌离子进入溶液，电极反应式为锌片：Zn-2e^-=Zn ²⁺，铜片上氢离子得电子生成氢气，所以电极反应式为：铜片：2H⁺+2e^-=H₂↑．
总反应：Zn+2H⁺=H₂↑+Zn²⁺
            65g        22.4L
            9.75g     3.36L
所以消耗金属的质量为9.75g，
答：反应中消耗的锌的质量是9.75g；
（2）H₂～～～～2e^-
       22.4L          2mol
       3.36L        0.3mol
所以转移电子的物质的量为0.3mol，即1.806×10²³个，
答：转移电子的物质的量为0.3mol，即1.806×10²³个；
（3）根据氢原子守恒，H⁺全部由H₂SO₄提供，
所以n（H₂）=n（H₂SO₄）=0.15mol
c（H₂SO₄）=$\frac{0.15mol}{0.2L}$=0.75mol/L；
答：原稀H₂SO₄的物质的量浓度是0.75mol/L．

点评 根据原电池的工作原理书写电极反应并根据电极反应进行计算是考试的热点，难度不大．