Question

某學生利用如圖1所示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）導線中電子流向為______（用a、b 表示）．
（2）寫出裝置中鋅電極上的電極反應式：______；
（3）若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64g，則導線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為______；
（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______．
A．鹽橋中的K⁺向左側(cè)燒杯移動、Cl^-向右側(cè)燒杯移動
B．鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動、Cl^-向左側(cè)燒杯移動
C．鹽橋中的K⁺、Cl^-都向右側(cè)燒杯移動
D．鹽橋中的K⁺、Cl^-幾乎都不移動
（5）若ZnSO₄溶液中含有雜質(zhì)Cu²⁺，會加速Zn電極的腐蝕、還可能導致電流在較短時間內(nèi)衰減．欲除去Cu²⁺，最好選用下列試劑中的______（填代號）．
A．NaOH            B．Zn       C．Fe              D．H₂SO₄
（6）遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學腐蝕中的______腐蝕．為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的______極（填“正”或“負”）相連．鋼鐵在呈中性的潮濕環(huán)境下的腐蝕比呈酸性時緩慢，在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢，試從化學平衡角度解釋堿性時比中性時更緩慢原因______（寫出電極反應式及必要的文字敘述）．
（7）Cu₂O是一種半導體材料，可通過如圖2所示的電解裝置制取，電解總反應為：2Cu+H₂OCu₂O+H₂，陰極的電極反應式是______．若用鉛酸蓄電池作為電源進行電解，當蓄電池中有0.2mol H⁺被消耗時，Cu₂O的理論產(chǎn)量為______g．

Answer 1

【答案】分析：圖1為原電池裝置，Zn為負極，Cu為正極，
（1）電子由負極流向正極；
（2）負極Zn失去電子；
（3）銅電極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，增加0.64g，n（Cu）==0.01mol，轉(zhuǎn)移0.02mol電子；
（4）鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動方向為陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；
（5）除去Cu²⁺，可促進其水解生成沉淀，注意不引入新的雜質(zhì)；
（6）海水為中性或弱酸性，輪船易發(fā)生吸氧腐蝕，利用犧牲陽極的陰極保護法或外加電源的陰極保護法保護輪船，在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢是因抑制電極反應的發(fā)生；
（7）圖2所示的電解裝置，發(fā)生2Cu+H₂OCu₂O+H₂，陰極氫離子得電子生成氫氣，用鉛酸蓄電池作為電源進行電解，當蓄電池中有0.2mol H⁺被消耗時利用電子守恒可知，4H⁺～Cu₂O．
解答：解：圖1為原電池裝置，Zn為負極，Cu為正極，
（1）電子由負極流向正極，則電子流向為由a到b（或a→b），故答案為：由a到b（或a→b）；
（2）負極Zn失去電子，電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（3）銅電極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，增加0.64g，n（Cu）==0.01mol，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.02mol×N_A=1.204×10²²，故答案為：1.204×10²²；
（4）鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動方向為陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，右側(cè)為負極，左側(cè)為正極，只有B正確，故答案為：B；
（5）除去Cu²⁺，可促進其水解生成沉淀，注意不引入新的雜質(zhì)，AC會引入雜質(zhì)，D抑制水解，只有B符合，故答案為：B；
（6）海水為中性或弱酸性，輪船易發(fā)生吸氧腐蝕，利用犧牲陽極的陰極保護法或外加電源的陰極保護法保護輪船，則有電源時輪船連接負極，在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢是因抑制電極反應的發(fā)生，故答案為：吸氧；負；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-堿性較強時，OH^-濃度較大，根據(jù)平衡移動原理，抑制了上述電極反應的發(fā)生，所以腐蝕緩慢；
（7）圖2所示的電解裝置，發(fā)生2Cu+H₂OCu₂O+H₂，陰極氫離子得電子生成氫氣，電極反應為2H⁺+2e^-=H₂，用鉛酸蓄電池作為電源進行電解，當蓄電池中有0.2mol H⁺被消耗時利用電子守恒可知，4H⁺～Cu₂O，則Cu₂O的理論產(chǎn)量為×144g/mol=7.2g，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂；7.2．
點評：本題考查原電池和電解池，側(cè)重反應原理的考查，考查點較全面細致，注重學生基礎(chǔ)知識和基本能力的考查，明確計算中的電子守恒及電極反應，題目難度不大．