Question

【題目】實驗室有如下材料：銅片、鐵片、石墨棒、CuCl2溶液、FeCl3溶液、導線、電流表、鹽橋(裝有瓊脂-KCl的U形管)、燒杯等。甲同學設計了如圖1的原電池裝置，但乙同學發現甲同學設計的原電池裝置效率不高，電流在短時間內就會衰減，為解決以上問題，將原電池設計成了帶鹽橋的裝置，如圖2所示。

圖1 圖2

（1）①事實證明，能設計成原電池的反應通常是放熱反應，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是___________（填序號，下同）。

a．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH>0

b．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH<0

c．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0

②甲同學設計的原電池，若將石墨棒改為鐵片，則總電極反應式是否改變，若是，寫出改變后總的電極反應式，若否，請寫出理由：_______________________。

③乙同學設計的原電池電極反應與甲的相同，但電池的效率高很多。乙同學設計的原電池兩電極分別為：a是_______（填“銅片”“鐵片”或“石墨棒”，下同），b是__________。負極的電極反應式為___________________，正極的電極反應式為____________________。

（2）關于乙同學設計的原電池，下列說法中錯誤的是____________。

a．實驗過程中，左側燒杯中Cl濃度增大

b．實驗過程中取出鹽橋，原電池不能繼續工作

c．電子通過鹽橋從右側燒杯進入左側燒杯中

Answer 1

【答案】（13分）

（1）①b（2分） ②2FeCl3+Fe=3FeCl2（或2Fe3++Fe=3Fe2+）（3分）

③銅片（1分） 石墨棒（1分）

Cu－2e－=Cu2＋（2分） 2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋（2分）

（2）c（2分）

【解析】（1）①根據題中信息，設計成原電池的反應通常是放熱反應，排除a，根據已學知識，原電池反應必是自發進行的氧化還原反應，排除c。②若將石墨棒改為鐵片，則鐵的活潑性強于銅，總電極反應發生改變。③因為乙同學設計的原電池總電極反應與甲同學的相同，均為Cu+2Fe3＋=2Fe2＋+Cu2＋，因此兩電極為銅片和石墨棒，再根據電解液即可確定兩電極的材料。

（2）該原電池的工作原理是Cu+2Fe3＋= Cu2＋+2Fe2＋，鹽橋起形成閉合回路和平衡電荷的作用，因此當電池工作時，鹽橋中的Cl向負極移動，因此左側燒杯中Cl的濃度將增大，a正確。當取出鹽橋，不能形成閉合回路，電池處于斷路狀態，不能繼續工作，b正確。電子只能通過導線傳遞，鹽橋傳遞的是離子，c錯誤。