Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究原電池工作的原理，進(jìn)行了如下系列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你一起參與實(shí)驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果后回答有關(guān)問題：
（1）實(shí)驗(yàn)一中銅片、鋅片表面均有紅色物質(zhì)析出，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，但較短時(shí)間內(nèi)電流即明顯減小．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)得鋅片減少了3.94g，銅片增重了3.84g，則該原電池的工作效率是（指參加原電池反應(yīng)的鋅占反應(yīng)總量的百分?jǐn)?shù)）．
（2）實(shí)驗(yàn)二中剛將銅、鋅片插入溶液中時(shí)電流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn)，但立即就歸零了．解釋鋅失去的電子能不能持續(xù)通過導(dǎo)線流向銅極給Cu2+ ．
（3）實(shí)驗(yàn)三中鹽橋中的K+流向溶液（填ZnSO4或CuSO4），如果Zn的消耗速率為1×10﹣3 mol/s，則K+的遷移速率為mol/s．
（4）實(shí)驗(yàn)四中，調(diào)節(jié)低壓電源的電壓到6V，并把其正、負(fù)極分別與上圖裝置中的兩個(gè)碳電極相連接；接通電源，圖示中的“+”連接到電源的正極上，“﹣”連接到電源的負(fù)極上，電解氫氧化鉀溶液制取氫氣、氧氣，且制得的氫氣與氧氣的體積比為2：1，去掉電源，該裝置就成為一只氫氧燃料電池，用帶有一小燈泡的導(dǎo)線連接a、b，燈泡即可發(fā)亮．則下列說法錯(cuò)誤的是 ．
A.在電解KOH溶液制備H2和O2時(shí)，KOH的作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，一段時(shí)間后其濃度增大
B.當(dāng)作為氫氧燃料電池時(shí)，c極發(fā)生氧化反應(yīng)，d極發(fā)生還原反應(yīng)
C.當(dāng)作為氫氧燃料電池時(shí)，電解質(zhì)溶液中的OH﹣向著d極移動(dòng)
D.如將KOH溶液換成稀H2SO4 ， 且作為氫氧燃料電池時(shí)，c極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ ．

Answer 1

【答案】
（1）60%
（2）鋅失電子則形成Zn2+進(jìn)入溶液顯正電性，Cu2+得電子則溶液顯負(fù)電性，兩種因素均阻礙電子流向銅板
（3）CuSO4；2×10﹣3
（4）BD
【解析】解：（1）銅片、鋅片表面均有紅色物質(zhì)銅析出，理解減小的質(zhì)量為：3.94g﹣3.84g=0.1g，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式：Zn～Cu△m（減小）
65 64 1
6.5g 0.1g
參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為6.5g，根據(jù)電子守恒，參加原電池反應(yīng)的鋅的物質(zhì)的量為n（Zn）=n（Cu）= =0.06mol，該原電池的工作效率為： ×100%=60%，所以答案是：60%；（2）由于鋅失電子則形成Zn2+進(jìn)入溶液顯正電性，Cu2+得電子則溶液顯負(fù)電性，這兩種因素均阻礙電子流向銅板，所以答案是：鋅失電子則形成Zn2+進(jìn)入溶液顯正電性，Cu2+得電子則溶液顯負(fù)電性，兩種因素均阻礙電子流向銅板；（3）實(shí)驗(yàn)三中，銅為正極，鋅為負(fù)極，電流在外電路有銅流向鋅，溶液中電流由鋅流向銅，所以鉀離子流向硫酸銅溶液，氯離子流向硫酸鋅溶液；根據(jù)電荷守恒可知，如果Zn的消耗速率為1×10﹣3mol/s，則鉀離子則K+的遷移速率為2×10﹣3 ， 所以答案是：CuSO4；2×10﹣3；（4）電解KOH溶液和電解硫酸溶液時(shí)，實(shí)際都是電解水，KOH溶液和硫酸溶液的濃度增大，陽極a上氫氧根離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，陰極b上氫離子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，形成氫氧燃料電池時(shí)，a電極上氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，做正極，b電極上氫氣放出氧化反應(yīng)，做負(fù)極， A、電解KOH溶液，實(shí)際是電解水，KOH溶液的濃度增大，pH增大，故A正確； B、形成氫氧燃料電池時(shí)，c電極上氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，做正極，d電極上氫氣放出氧化反應(yīng)，做負(fù)極，故B錯(cuò)誤； C、在燃料電池中，陰離子移向負(fù)極d，故C正確； D、在酸性溶液中，氧氣放電變化生成水，故D錯(cuò)誤；故選BD．