Question

1．某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究構(gòu)成原電池的條件，裝置如圖（1、2）：

實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)探究電極的構(gòu)成（圖1）
①A、B 兩極均選用石墨作電極，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)；
②A、B 兩極均選用銅片作電極，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)；
③A極用鋅片，B極用銅片，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)；
④A極用鋅片，B極用石墨，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)．
結(jié)論一：電極必須是兩活潑性不同的電極．
實(shí)驗(yàn)二：探究溶液的構(gòu)成（圖2，A極用鋅片，B極用銅片）
①液體采用無(wú)水乙醇，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)；
②改用硫酸溶液，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，B極上有氣體產(chǎn)生．
結(jié)論二：溶液必須是電解質(zhì)溶液．
實(shí)驗(yàn)三：對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究圖3裝置能否構(gòu)成原電池
將鋅、銅兩電極分別放入稀硫酸溶液中，發(fā)現(xiàn)鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無(wú)明顯現(xiàn)象，電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．
結(jié)論三：必須構(gòu)成閉合回路．
思考：對(duì)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)乙提出了如下疑問(wèn)，請(qǐng)你幫助解決．
（1）在圖1裝置中，若A 為鎂片，B為鋁片，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，電流計(jì)的指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)．
此時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）如某裝置如圖3所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，此時(shí)電流表顯示有電流通過(guò)，則下列有關(guān)敘述正確的是CD
A．銅上的電極反應(yīng)Cu-2e^-═Cu⁺
B．電池工作一段時(shí)間后，甲池的c（SO₄^2-）減小
C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加
D．鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一：由①②可知，當(dāng)兩極相同時(shí)，不能形成原電池；由③④可知，當(dāng)兩極是兩種活潑性不同的金屬或一種是金屬一種是非金屬時(shí)，可以形成原電池；
實(shí)驗(yàn)二：①中乙醇是非電解質(zhì)，溶液中無(wú)自由移動(dòng)離子；②中硫酸是電解質(zhì)，硫酸溶液中有自由移動(dòng)離子，能形成原電池；
實(shí)驗(yàn)三：要有電流，必須能形成閉合回路．
（1）在圖1裝置中，若A 為鎂片，B為鋁片，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，鋁與氫氧化鈉溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以鋁是負(fù)極，鎂是正極；此時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）由圖象可知，該原電池反應(yīng)式為：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，兩池溶液中硫酸根濃度不變，隨反應(yīng)進(jìn)行，甲池中的Zn²⁺通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙池，以保持溶液呈電中性，進(jìn)入乙池的Zn²⁺與放電的Cu²⁺的物質(zhì)的量相等，而Zn的摩爾質(zhì)量大于Cu，故乙池溶液總質(zhì)量增大．

解答 解：實(shí)驗(yàn)一：由①②可知，當(dāng)兩極相同時(shí)，不能形成原電池；由③④可知，當(dāng)兩極是兩種活潑性不同的金屬或一種是金屬一種是非金屬時(shí)，可以形成原電池；
故答案為：電極必須是兩活潑性不同的電極；
實(shí)驗(yàn)二：①中乙醇是非電解質(zhì)，溶液中無(wú)自由移動(dòng)離子；②中硫酸是電解質(zhì)，硫酸溶液中有自由移動(dòng)離子，能形成原電池；故答案為：溶液必須是電解質(zhì)溶液；
實(shí)驗(yàn)三：要有電流，必須能形成閉合回路．故答案為：必須構(gòu)成閉合回路；
（1）在圖1裝置中，若A 為鎂片，B為鋁片，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，鋁與氫氧化鈉溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以鋁是負(fù)極，鎂是正極，電流計(jì)的指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，此時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：左；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）A．由圖象可知，該原電池反應(yīng)式為：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，故兩池中c（SO₄^2-）不變，故B錯(cuò)誤；
C．甲池中的Zn²⁺通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙池，乙池中發(fā)生反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-=Cu，保持溶液呈電中性，進(jìn)入乙池的Zn²⁺與放電的Cu²⁺的物質(zhì)的量相等，而Zn的摩爾質(zhì)量大于Cu，故乙池溶液總質(zhì)量增大，故C正確；
D．該原電池反應(yīng)式為：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確，
故選：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了形成原電池的幾個(gè)要件：活潑性不同的兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液和閉合回路，難度不大．