Question

【題目】現(xiàn)有反應(yīng)：

A.CaCO3CaO＋CO2↑

B.Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑

C.C＋CO22CO

D.2KOH＋H2SO4=K2SO4＋2H2O

(1)上述四個反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)且反應(yīng)過程中能量變化符合如圖的是_______(填反應(yīng)序號)。

(2)在常溫下，上述四個反應(yīng)中可用于設(shè)計原電池的是__________(填反應(yīng)序號)，根據(jù)該原電池回答下列問題：

①負(fù)極材料是______，負(fù)極發(fā)生______(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)；正極反應(yīng)式為_____。

②當(dāng)導(dǎo)線中有1 mol電子通過時，理論上發(fā)生的變化是 _______ (填序號)。

a．溶液增重32.5 g b．溶液增重31.5 g

c．析出1g H2 d．析出11.2LH2

(3) 對于反應(yīng)B，將足量且等量的形狀相同的鋅塊分別加入到等濃度等體積的兩份稀硫酸X、Y中，同時向X中加入少量飽和CuSO4溶液，發(fā)生反應(yīng)生成氫氣的體積(V)與時間(t)的關(guān)系如圖所示。

① m曲線表示鋅與稀硫酸_________(填“X”或“Y”)反應(yīng)。

② 鋅分別與稀硫酸X、Y反應(yīng)時，反應(yīng)速率不同的原因是________(填序號)。

a. CuSO4作催化劑

b.加入硫酸銅溶液增大了c()

c.Zn首先與Cu2+反應(yīng)，生成的Cu與Zn、稀硫酸構(gòu)成原電池

d.加入硫酸銅溶液增大了溶液體積

(4)理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。請利用反應(yīng)2H2 + O2＝2H2O設(shè)制一個化學(xué)電池(材料均用碳棒)，回答下列問題：

該電池的a極是______，(填正極或負(fù)極)，若電解質(zhì)溶液是稀硫酸，則移向______極，(填a或b)，寫出b極上的電極反應(yīng)式________________.

Answer 1

【答案】C B Zn或鋅 氧化 2H＋＋2e－=H2↑ bc X c 負(fù)極 a O2＋4e－＋4 H＋＝2H2O

【解析】

(2)一般放熱的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計成原電池；

(3)加有少量硫酸銅的溶液中Zn會置換出銅單質(zhì)，從而形成原電池加快反應(yīng)速率；

(4)原電池的負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，反應(yīng)2H2+ O2＝2H2O中氫氣失電子被氧化，所以通入氫氣的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極。

(1)圖示反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，所以為吸熱反應(yīng)；

A．碳酸鈣受熱分解為吸熱反應(yīng)，但該反應(yīng)中沒有元素化合價發(fā)生變化，不是氧化還原反應(yīng)，故A不符合題意；

B．金屬與酸的置換反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故B不符合題意；

C．碳與二氧化碳的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且該過程有元素化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故C符合題意；

D．酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，故D不符合題意；

答案選C。

(2)上述四個反應(yīng)中，Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑為放熱的氧化還原反應(yīng)，可以設(shè)計成原電池；

①該反應(yīng)中Zn被氧化，所以負(fù)極材料為Zn，原電池中負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；正極為氫離子得電子生成氫氣的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑；

②電池的負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e－=Zn2+；正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，所以轉(zhuǎn)移1mol電子時，生成0.5molZn2+和0.5molH2；

a．溶液增重的質(zhì)量為0.5mol×65g/mol-0.5mol×2g/mol=31.5g，故a錯誤；

b．根據(jù)a可知溶液增重31.5g，故b正確；

c．析出氫氣的質(zhì)量為0.5mol×2g/mol=1g，故c正確；

d．未標(biāo)明溫度和壓強(qiáng)，無法確定氣體的體積，故d錯誤；

綜上所述選bc；

(3)①曲線m表示的反應(yīng)速率更快，滴有硫酸銅的稀硫酸中形成原電池，反應(yīng)速率更快，所以曲線m代表X；

②根據(jù)分析可知Zn首先與Cu2+反應(yīng)生成Cu，Cu與Zn、稀硫酸構(gòu)成原電池加快反應(yīng)速率，導(dǎo)致X比Y的反應(yīng)速率快，所以選c；

(4)a電極通入氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極；原電池中陰離子流向負(fù)極，所以硫酸根移向a極；b極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為酸性溶液，所以生成水，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4 H＋＝2H2O。