Question

【題目】原電池原理的發現是儲能和供能技術的巨大進步，是化學對人類的項重大貢獻。

(1)某課外實驗小組欲探究鋁和銅的金屬性(原子失電子能力)強弱，同學們提出了如下實驗方案：

A.比較鋁和銅的硬度和熔點

B.比較二者在稀硫酸中的表現

C.用鋁片、銅片、硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液，比較二者的活動性

D.分別做鋁片、銅片與NaOH溶液反應的實驗

E.將鋁片、銅片用導線連接后共同投入稀鹽酸中接入電流計，觀察電流方向

上述方案中能達到實驗目的的是_____________。

(2)現有如下兩個反應：A.NaOH+HCl=NaCl+H2O B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。上述反應中能設計成原電池的是__________(填字母代號)，作負極的物質發生了___反應(填“氧化”或“還原”)。

(3)將純鋅片和純銅片按如圖所示方式插入100mL相同濃度的稀硫酸一段時間，回答下列問題：

①下列說法正確的是________(填字母代號)。

A.甲、乙均為化學能轉變為電能的裝置 B.乙中銅片上沒有明顯變化

C.甲中銅片質量減少、乙中鋅片質量減少 D.兩燒杯中溶液的pH均增大

②在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲___乙(填“>”、“<”或“=”)。原因是______。

③當甲中產生1.12L(標準狀況)氣體時，將鋅、銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測得溶液中c(H+)=0.1mol/L(設反應前后溶液體積不變)。試確定原稀硫酸的物質的量濃度為_________。

Answer 1

【答案】 BCE B 氧化 BD ＞ 甲池鋅銅可形成原電池，能加快Zn與硫酸的反應速率 1 mol·L－1

【解析】（1）比較金屬性強弱，可以根據金屬與酸反應的劇烈程度、構成原電池的負極等方面分析，而與硬度、熔沸點及氫氧化物的穩定性等無關，據此進行解答；

（2）自發的氧化還原反應可以設計成原電池，非自發的氧化還原反應不能設計成原電池；

（3）①甲裝置符合原電池構成條件，所以是原電池，乙不能形成閉合回路，所以不能構成原電池，據此判斷；

②構成原電池時反應速率加快；

③先計算氫離子的物質的量再計算原來稀硫酸的濃度。

（1）A．鋁和銅的硬度和熔點與金屬性強弱無關，A錯誤；B．金屬性越強，與酸反應越劇烈，可通過比較Cu、Al在稀硫酸中的表現判斷其金屬性強弱，B正確；C．用鋁片、銅片、硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液，根據是否發生置換反應可比較二者的活動性，C正確；D．Al與氫氧化鈉溶液反應是鋁的化學性質，與金屬活潑性無關，不能根據是否與氫氧化鈉溶液反應判斷金屬性強弱，D錯誤；E．將鋁片、銅片用導線連接后共同浸入稀鹽酸中，接入電流計，通過觀察電流方向可判斷金屬性強弱，E正確；答案選BCE；

（2）A.NaOH+HCl＝NaCl+H2O不是氧化還原反應，不能設計成原電池；B.Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑是氧化還原反應，能設計成原電池，鋅失去電子，負極是鋅，發生氧化反應；

（3）①甲裝置是原電池，乙裝置不是原電池，鋅與稀硫酸直接發生置換反應。則A、甲是化學能轉變為電能的裝置，乙不是，A錯誤；B、乙裝置中銅片不反應，也沒構成原電池的正極，所以銅片上沒有明顯變化，B正確；C、甲、乙中鋅片均失去電子，質量都減少，甲中銅片質量不變，C錯誤；D、兩個燒杯中都產生氫氣，氫離子濃度都降低，所以溶液的pH均增大，D正確。答案選BD；

②由于甲池鋅銅可形成原電池，能加快Zn與硫酸的反應速率，所以在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲＞乙；

③稀釋后氫離子的物質的量為1L×0.1molL-1=0.1mol，生成氫氣的物質的量為1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，所以原溶液中氫離子的物質的量為0.2mol，原溶液中氫離子的濃度為0.2mol÷0.1L=2mol/L，一分子硫酸電離出兩個氫離子，所以原溶液中稀硫酸的濃度為1 molL-1。