Question

观察图A、B，回答下列问题：

(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡产生，再平行插入一块铜片，可观察到铜片_______(填“有”或“没有”)气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A)，组成一个原电池，正极的电极反应式为______。

(2)如果烧杯中最初装入的是2mol·L^-1500mL的稀硫酸，构成铜锌原电池(见图B，假设产生的气体没有损失，锌失去的电子完全沿导线流入铜电极)，当在标准状况下收集到11.2L的氢气时，烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为(请指明溶质，溶液体积变化忽略不计)______、________。

(3)CH₃OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-===+6H₂O。则下列说法正确的是______(填序号)。

①电池放电时通入空气的电极为负极

②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱

③电池放电时每消耗6.4gCH₃OH转移1.2mol电子

Answer

没有 2H++2e-===H2↑ c(H2SO4)= 1mol/L c(ZnSO4)= 1mol/L ②③

【解析】

(1)铜不活泼，与稀硫酸不反应，锌和铜形成原电池时，锌为负极，铜为正极，正极上生成氢气；

(2)根据电极反应方程式计算；

(3)CH3OH燃料电池中通入燃料甲醇的电极为负极，通入空气的电极为正极，结合电解质溶液为氢氧化钾分析解答。

(1) 铜片插入稀硫酸时，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸时，就构成了原电池，铜作原电池的正极，电极反应为2H++2e-===H2↑，锌作为原电池的负极，电极反应为Zn-2e-===Zn2+，电池总反应为Zn+2H+===Zn2++H2↑，答案：没有；2H++2e-===H2↑；

(2) 根据正极反应2H++2e-===H2↑，当收集到11.2LH2(标准状况)即0.5mol H2时，转移电子是1mol，减少的氢离子为1mol，消耗硫酸0.5mol，则剩余硫酸的物质的量为2mol·L-1×0.5L-0.5mol=0.5mol，所以剩余硫酸的浓度c(H2SO4)==1mol/L，负极上的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，当转移1mol电子时，生成的Zn2+物质的量为0.5mol，所以c(ZnSO4)==1mol/L，答案：c(H2SO4)= 1mol/L；c(ZnSO4)= 1mol/L；

(3)①由分析可知，CH3OH燃料电池中通入燃料甲醇的电极为负极，通入空气的电极为正极，①错误；

②电池放电时生成水，同时消耗KOH，电解质溶液的碱性逐渐减弱，②正确；

③电池放电时负极反应为CH3OH+8OH--6e-===+6H2O，每消耗6.4gCH3OH(=0.2mol)时转移电子的物质的量=0.2mol×6=1.2mol，③正确，答案选②③。