Question

将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成原电池

若一段时间后测得铁片减少了2.4g，同时铜片增加了3.2g，则这段时间内该装置消耗化学能有 ％转化为电能。
过程。。。。。。。。。

Answer 1

50%

铁电极的电子一部分传给铜电极，发生原电池反应。同时铁电极上也发生置换反应。
电极反应：Fe - 2e -=Fe2+ Cu2+ + 2e- =Cu
铜电极增加3.2g，即0.05mol，同时铁电极原电池反应产生0.05molFe2+。即铁电极减少56*0.05=2.8g
但是铁片只减少了2.4g。因为铁片有一部分直接发生置换反应，有铜生成，所以质量增加了。这部分铁的化学能没有转化为电能。所以有2.8g-2.4g=0.4g的质量差
设有xmol铁直接参与置换反应，
Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+ △m
1mol 64 8
x 0.4
计算得x=0.05mol
即直接发生置换反应的铁为0.05mol，参与原电池反应的铁也是0.05mol。所以该装置消耗化学能有50％转化为电能。