Question

【題目】將質(zhì)量相等的鐵片和銅片 用導(dǎo)線相連浸入 500mL 硫酸銅溶液中構(gòu)成如圖 1 的裝 置：（以下均假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中溶液體積不變）。

（1）鐵片上的電極反應(yīng)式為___________________________。

（2）若 2 min 后測(cè)得鐵片和銅片之間的質(zhì)量差為 1.2g，計(jì)算：

①導(dǎo)線中流過(guò)的電子的物質(zhì)的量為_________mo1；

（3）若一段時(shí)間后測(cè)得鐵片減少了 2.4g，同時(shí)銅片增加了 3.2g，計(jì)算這段時(shí)間 內(nèi)該裝置消耗的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的百分比為_____。

（4）若將該裝置改為如圖 2 所示的裝置也能達(dá)到和原裝置相同的作用。其中 KCl 溶液起溝通兩邊溶液形成閉合回路的作用，同時(shí)又能阻止反應(yīng)物直接接觸。 則硫酸銅溶液應(yīng)該注入_________ （填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“兩側(cè)”）燒杯中。

Answer 1

【答案】 Fe－2e－=Fe2＋ 0.02 50% 右側(cè)

【解析】試題分析：將質(zhì)量相等的鐵片和銅片用導(dǎo)線相連浸入 500mL 硫酸銅溶液中構(gòu)成原電池，鐵的活潑性大于銅，所以鐵是負(fù)極、銅是正極，電池總反應(yīng)為 ，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋、正極反應(yīng)為；

解析：根據(jù)以上分析，（1）鐵的活潑性大于銅，鐵片是負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋。

（2）根據(jù)，負(fù)極溶解鐵的物質(zhì)的量與正極生成銅的物質(zhì)的量相等，若 2 min 后測(cè)得鐵片和銅片之間的質(zhì)量差為1.2g，設(shè)負(fù)極溶解鐵的物質(zhì)的量為xmol，則56x+64x=1.2，x=0.01mol，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式Fe－2e－=Fe2＋，導(dǎo)線中流過(guò)的電子的物質(zhì)的量為0.02mo1；

（3）銅片增加了3.2g，則通過(guò)導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量是 ，轉(zhuǎn)化為電能消耗的鐵為0.05mol；設(shè)直接與硫酸銅反應(yīng)消耗的鐵為xmol，根據(jù) ，生成銅xmol，則 ，x=0.05mol，所以這段時(shí)間內(nèi)該裝置消耗的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的百分比為。

（4）該裝置能阻止反應(yīng)物直接接觸，所以硫酸銅溶液應(yīng)該注入右側(cè)的燒杯中。