Question

【題目】Ⅰ、某化學(xué)活動小組利用如下甲裝置對原電池進行研究，請回答下列問題：（其中鹽橋為含有飽和KCl溶液的瓊脂）

（1）在甲圖裝置中，當電流計中指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，鹽橋中的離子移動方向為：K+移向_____燒杯（填“A”或“B”），裝置中電子的移動路徑和方向為___________________________。

Ⅱ、該小組同學(xué)提出設(shè)想：如果將實驗中的鹽橋換為導(dǎo)線（銅制），電流表是否也發(fā)生偏轉(zhuǎn)呢？帶著疑問，該小組利用圖乙裝置進行了實驗，發(fā)現(xiàn)電流計指針同樣發(fā)生偏轉(zhuǎn)。回答下列問題：

（2）該小組的一位成員認為溶液中的陰陽離子能通過銅導(dǎo)線從而構(gòu)成閉合回路形成電流，該裝置仍然為原電池。你對該觀點的評價是_________（填“正確”或“不正確”）。

（3）對于實驗中產(chǎn)生電流的原因，該小組進行了深入探討，后經(jīng)老師提醒注意到使用的是銅導(dǎo)線，燒杯A實際為原電池。那么在燒杯B中銅片上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為______________________。

（4）對于圖乙燒杯A實際是原電池的問題上，該小組成員發(fā)生了很大分歧：

①一部分同學(xué)認為是由于ZnSO4溶液水解顯酸性，此時原電池實際是由Zn、Cu做電極，H2SO4溶液作為電解質(zhì)溶液而構(gòu)成的原電池。如果這個觀點正確，那么原電池的正極反應(yīng)式為：_________________________________。

②另一部分同學(xué)認為是溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中的氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池。如果這個觀點正確，那么原電池的正極反應(yīng)式為：_________________ 。

（5）若第（4）問中②觀點正確，則可以利用此原理設(shè)計電池為在偏遠海島工作的燈塔供電。其具體裝置為以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質(zhì)溶液，請寫出該電池工作時總反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________。

Answer 1

【答案】 B 由Zn電極沿導(dǎo)線流向Cu電極 不正確 Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑ O2+4e-+2H2O=4OH- 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3

【解析】（1）在甲圖裝置中，當電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，形成原電池，鋅為活潑金屬，被氧化而失去電子，銅為原電池正極，正極上得電子而被還原，原電池中，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；故K+移向B燒杯，裝置中電子由Zn電極沿導(dǎo)線流向Cu電極；（2）如果將鹽橋換成導(dǎo)線（銅制）（如乙圖），該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表指針仍然發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則A中可以構(gòu)成原電池，鋅為活潑金屬，被氧化而失去電子，銅為原電池正極，正極上得電子而被還原，B中銅和石墨分別連接電源的正負極，正極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，負極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+，B為電解或電鍍裝置，故該小組同學(xué)提出的觀點不正確；（3）燒杯A實際為原電池，燒杯B中銅片連接正極，發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu；（4）①由Zn、Cu做電極，H2SO4溶液作為電解質(zhì)溶液而構(gòu)成的原電池，正極氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑；②若溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中的氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池，則正極氧氣得電子產(chǎn)生氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-；（5）以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質(zhì)溶液，Al為負極，氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，正極反應(yīng)為 O2+4e-+2H2O=4OH-，該電池工作時總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。