Question

1．某學生利用如圖實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理
按照實驗步驟依次回答下列問題：
（1）圖中導線中電子流向為a→b（用a、b表示）；
（2）寫出裝置中銅電極上的電極反應式：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.32g，則導線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.01N_A ，（用“N_A”表示）；同時鋅電極減少的質(zhì)量為0.325g；
（4）裝置中鹽橋中除添加瓊脂外，還要添加KCl的飽和溶液，電池工作時，對鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動方向表述正確的是D
A．鹽橋中的K⁺、Cl^-都向左側(cè)燒杯移動
B．鹽橋中的K⁺、Cl^-幾乎不移動
C．鹽橋中的K⁺向左側(cè)燒杯移動、Cl^-向右燒杯移動
D．鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動、Cl^-向左燒杯移動．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬活潑性判斷正負極，原電池中，電子由負極流向正極；
（2）裝置中銅電極為正極，發(fā)生還原反應，是銅離子得電子生成銅；
（3）根據(jù)電極反應式Cu²⁺+2e^-=Cu進行相關(guān)計算，根據(jù)原子電池中正負極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同可計算鋅電極減小的質(zhì)量；
（4）根據(jù)正負極判斷陰陽離子的移動方向；

解答 解：（1）鋅銅原電池中，鋅比銅活潑，故鋅為負極，銅為正極．原電池中，電子由負極流向正極，故電子的流向為a→b，
故答案為：a→b；
（2）裝置中銅電極為正極，發(fā)生還原反應，是銅離子得電子生成銅，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）0.32g銅物質(zhì)的量為0.005mol，由電極反應式Cu²⁺+2e^-=Cu可知，生成1mol銅，轉(zhuǎn)移2mol電子，故生成0.005mol銅，導線中轉(zhuǎn)移0.01mol電子，電子數(shù)目為0.01N_A，此時負極上也轉(zhuǎn)移0.01mol電子，根據(jù)Zn-2e^-=Zn²⁺可知，鋅電極減少的質(zhì)量為$\frac{1}{2}$×0.01mol×65g/mol=0.325g，
故答案為：0.01N_A ；0.325g；
（4）左側(cè)燒杯中鋅失電子變成鋅離子，使得鋅電極附近帶正電荷，吸引陰離子向左側(cè)燒杯移動，右側(cè)燒杯中銅離子得到電子變成銅，使得銅電極附近帶負電荷，吸引陽離子向右側(cè)燒杯移動，故鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動、Cl^-向左側(cè)燒杯移動，
故答案為：D．

點評 本題主要考查了原電池設計、工作原理、物質(zhì)的量的相關(guān)計算、常見的能量轉(zhuǎn)化形式，明確原電池原理是解本題關(guān)鍵，再根據(jù)方程式中元素化合價變化確定正負極材料及電解質(zhì)溶液，同時考查學生分析問題、解決問題的能力，題目難度中等．