Question

【題目】按如圖裝置進行實驗(a、b電極均為Cu電極)，實驗開始觀察到靈敏電流計的指針發生偏轉。 下列有關說法正確的是

A. b極電極反應為Cu - 2e-=Cu2+B. 溶液中Cu2+穿過交換膜發生遷移

C. 電流計指針偏轉幅度將保持不變D. 外電路轉移的電子最多為0.02 mol

Answer 1

【答案】D

【解析】

靈敏電流計指針發生偏轉，說明有電流產生，則裝置一定是原電池，負極電極反應式是Cu－2e－=Cu2＋，正極反應不可能發生2H＋＋2e－=H2↑，因此正極反應必是Cu2＋＋2e－=Cu，溶液中離子從高濃度的右室經過離子交換膜遷往低濃度的左室才是自發過程，如果溶液中遷移Cu2＋，由于負極與正極消耗或產生的Cu2＋相等，則左、右兩室溶液濃度不變，但負極Cu減少，正極Cu增加，需要消耗能量而不可能提供電能，所以溶液中遷移離子不可能是Cu2＋，就只能是SO42－，從右室向左室遷移，因此b為正極，a為負極；

A、該裝置濃度差電池，濃度增大，還原性或氧化性增強，右側CuSO4濃度大，氧化性增強，因此b電極為正極，a電極為負極，電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋，故A錯誤；

B、溶液中離子從高濃度的右室經過離子交換膜遷往低濃度的左室才是自發過程，如果溶液中遷移Cu2＋，由于負極與正極消耗或產生的Cu2＋相等，則左、右兩室溶液濃度不變，但負極Cu減少，正極Cu增加，需要消耗能量而不可能提供電能，所以溶液中遷移離子不可能是Cu2＋，就只能是SO42－，從右室向左室遷移，故B錯誤；

C、隨著電流的產生，左、右兩室SO42－濃度的差值逐漸減小，SO42－從右室向左室遷移的速率逐漸減小，則外電路的電流強度將逐漸減小，靈敏電流計指針偏轉的幅度也會逐漸減小，故C錯誤；

D、當左右兩室SO42－濃度相等，即均為(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2時，電池將停止工作，不再有電流產生，溶液中遷移的n(SO42－)=0.1L×[0.3mol·L－1－(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2]=0.01mol，因此外電路轉移電子物質的量最多為0.02mol，故D正確。