Question

（1）在銅鋅原電池中，以硫酸為電解質(zhì)，鋅為

 

極，電極反應(yīng)式為

 

，銅為

 

極，發(fā)生

 

反應(yīng)，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)電子3.01×10²³個(gè)，則鋅片質(zhì)量減少

 

g，銅片析出氫氣

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（2）某原電池的總反應(yīng)式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池，試在下面畫(huà)出草圖．

（3）將等物質(zhì)的量氫氣和碘蒸氣充入密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：H₂+I₂≒2HI，反應(yīng)進(jìn)行2min時(shí)測(cè)得HI的反應(yīng)速率為0.1mol/L．min，碘蒸氣的濃度為0.4mol/L，則氫氣的反應(yīng)速率為

 

mol/L．min，碘蒸氣的起始濃度為

 

mol/L．

Answer 1

考點(diǎn)：設(shè)計(jì)原電池,原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）Cu、Zn、稀硫酸構(gòu)成的原電池中，Zn易失電子作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺、正極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)鋅、氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（2）根據(jù)反應(yīng)Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺可知Fe應(yīng)為負(fù)極，被氧化，正極可為C、Cu等，電解質(zhì)溶液含有Fe³⁺；
（3）同一可逆反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，從而計(jì)算氫氣、碘的反應(yīng)速率，根據(jù)△C=vt計(jì)算參加反應(yīng)的碘的物質(zhì)的量濃度，碘蒸氣的起始濃度=2min末碘蒸氣濃度+參加反應(yīng)的碘蒸氣濃度．

解答： 解：（1）Cu、Zn、稀硫酸構(gòu)成的原電池中，Zn易失電子作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺、正極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)鋅和轉(zhuǎn)移電子的關(guān)系式得，溶解鋅的質(zhì)量=

3.01×1023 6.02×1023/mol

2

×1×65g/mol=16.25g，根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得，析出氫氣體積=

3.01×1023 6.02×1023/mol

2

×1×22.4L/mol=5.6L，
故答案為：負(fù)；Zn-2e^-=Zn²⁺；還原；16.25；5.6；
（2）根據(jù)反應(yīng)可知Fe應(yīng)為負(fù)極，被氧化，正極可為C、Cu等，電解質(zhì)溶液含有Fe³⁺，可為氯化鐵或硫酸鐵等，裝置圖為，
故答案為：；
（3）同一可逆反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以v（H₂）=v（I₂）=

1

2

v（HI）=

1

2

×0.1mol/L．min=0.05mol/L．min，參加反應(yīng)的碘蒸氣濃度△C=vt=0.05mol/L．min×2min=0.1mol/L，碘蒸氣的起始濃度=2min末碘蒸氣濃度+參加反應(yīng)的碘蒸氣濃度=0.1mol/L+0.4mol/L=0.5mol/L，
故答案為：0.05；0.5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池設(shè)計(jì)、化學(xué)反應(yīng)速率等知識(shí)點(diǎn)，明確原電池中元素化合價(jià)升降與正負(fù)極反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，知道設(shè)計(jì)原電池時(shí)正負(fù)極、電解質(zhì)溶液的確定，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，題目難度不大．