Question

【題目】要求完成下列問題。

（1）請根據(jù)圖示回答：

①在Ⅰ中，Zn為_____________極（填“正”或“負”）。

②在Ⅱ中，負極反應式為_____________；電子由________極移向_____________極（填“Fe”或“Cu”），溶液中Na+移向_____________極（填“Fe”或“Cu”）。

③在Ⅱ中，酸是足量的。若產(chǎn)生了標準狀況下5.6 L的氣體，則轉(zhuǎn)移_________mol e-。

（2）鉛蓄電池的總反應為：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。該電池的負極材料是_________。（填化學式）

（3）用32 g Cu與300 mL 12 mol/L的濃硝酸反應，當銅全部溶解后，共收集到標準狀況下的氣體11.2 L（不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4），反應消耗的硝酸的物質(zhì)的量是_____mol。

Answer 1

【答案】負 Fe -2e-=Fe2+ Fe Cu Cu 0.5 Pb 1.5mol

【解析】

(1)I為原電池，發(fā)生吸氧腐蝕；Ⅱ為原電池，發(fā)生析氫發(fā)生，結(jié)合原電池原理分析解答；

(2)根據(jù)元素的化合價變化分析判斷；

(3)反應生成的氣體為NO2，或者NO2與NO混合氣體，反應消耗的硝酸生成Cu(NO3)2、氮的氧化物，根據(jù)氮原子守恒計算消耗硝酸的物質(zhì)的量。

(1)①I為原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，鋅比鐵活潑，鋅為負極，故答案為：負；

②Ⅱ為原電池，發(fā)生析氫發(fā)生，鐵比銅活潑，鐵為負極，負極的反應式為Fe -2e-=Fe2+，原電池中電子由負極移向正極，溶液中陽離子移向正極，因此電子有鐵電極移向銅電極，溶液中鈉離子移向銅極，故答案為：Fe -2e-=Fe2+；Fe； Cu；Cu；

③Ⅱ中發(fā)生析氫發(fā)生，生成的氫氣的物質(zhì)的量==0.25mol，生成氫氣的反應式為2H++2e-=H2↑，因此轉(zhuǎn)移的電子為0.5mol，故答案為：0.5；

(2)電池反應中Pb的化合價由0價變?yōu)?/span>+2價，PbO2中Pb的化合價由+4價變?yōu)?/span>+2價，因此氧化劑是PbO2發(fā)生還原反應，Pb為還原劑，發(fā)生氧化反應，發(fā)生氧化反應的電極作負極，故答案為：Pb；

(3)反應生成的氣體為NO2，或者NO2與NO混合氣體，反應消耗的硝酸生成Cu(NO3)2、氮的氧化物，則n(NO2)+n(NO)==0.5mol，根據(jù)N原子守恒，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.5mol，n(Cu)==0.5mol，則生成n[Cu(NO3)2]=0.5mol，可知表現(xiàn)酸性的硝酸的物質(zhì)的量為0.5mol×2=1mol，則反應消耗的硝酸的物質(zhì)的量為：1mol+0.5mol=1.5mol，故答案為：1.5mol。