Question

選擇適宜的材料和試劑設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，完成下列反應(yīng)：Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu
（1）畫出裝置圖，并標(biāo)明各部分材料名稱
（2）負(fù)極材料

 

，正極材料

 

，電解質(zhì)溶液是

 

（3）寫出電極反應(yīng)式：負(fù)極：

 

，正極：

 

（4）寫出該裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

 

（5）當(dāng)該電池的電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，負(fù)極的質(zhì)量變化為多少？（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）原電池的構(gòu)成條件：有活潑性不同的兩個(gè)電極；有電解質(zhì)溶液；形成閉合回路；自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；
（2）電極中負(fù)極比正極活潑，是失電子的極，電解質(zhì)中的陽離子在正極得電子；
（3）正極是電解質(zhì)中的陽離子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極是電極本身發(fā)生氧化反應(yīng)；
（4）正極發(fā)生還原反應(yīng)，生成紅色金屬銅，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅逐漸溶解；
（5）根據(jù)原電池負(fù)極反應(yīng)計(jì)算．

解答： 解：（1）電池總反應(yīng)為Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，金屬鋅失電子，為負(fù)極，正極可以用活潑性較差的金屬銅，溶液中的銅離子得電子，必須用可溶的銅鹽作電解質(zhì)，結(jié)合原電池的構(gòu)成條件，裝置為，故答案為：；
（2）負(fù)極是失去電子的極，金屬要比正極活潑，氧化還原反應(yīng)中金屬鋅失電子，所以負(fù)極為Zn，正極可以是Cu（或者碳棒），電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，
故答案為：Zn；Cu（或碳棒）；CuSO₄溶液；
（3）負(fù)極是電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Zn-2e^-=Zn²⁺，正極是電解質(zhì)中的陽離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）正極發(fā)生還原反應(yīng)，生成紅色金屬銅，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅逐漸溶解，故答案為：正極有紅色金屬析出，負(fù)極Zn棒逐漸溶解；
（5）負(fù)極是電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Zn-2e^-=Zn²⁺，當(dāng)該電池的電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，則溶解鋅為

2

2

mol×65g/mol=65g，答：負(fù)極的質(zhì)量變化為65g．

點(diǎn)評：本題原電池的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握原電池的工作原理和構(gòu)成條件為解答的關(guān)鍵，注意電極、電極反應(yīng)的分析，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．