Question

【題目】Ⅰ、某化學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，當電流計中指針發生偏轉時，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、該小組同學提出設想：如果將實驗中的鹽橋換為導線（銅制），電流表是否也發生偏轉呢？帶著疑問，該小組利用圖乙裝置進行了實驗，發現電流計指針同樣發生偏轉。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線從而構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）對于實驗中產生電流的原因，該小組進行了深入探討，后經老師提醒注意到使用的是銅導線，燒杯A實際為原電池。那么在燒杯B中銅片上發生反應的電極反應式為______________________。

（4）對于圖乙燒杯A實際是原電池的問題上，該小組成員發生了很大分歧：

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

②另一部分同學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式為：_________________ 。

（5）若第（4）問中②觀點正確，則可以利用此原理設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，以海水為電解質溶液，請寫出該電池工作時總反應的化學方程式_____________________________________。

Answer 1

【答案】 B 由Zn電極沿導線流向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，當電流計指針發生偏轉時，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，電子由負極經外電路流向正極，電解質溶液中，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電極沿導線流向Cu電極；（2）如果將鹽橋換成導線（銅制）（如乙圖），該小組同學發現電流表指針仍然發生偏轉，則A中可以構成原電池，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，正極反應為Cu2++2e-=Cu，負極反應為Cu-2e-=Cu2+，B為電解或電鍍裝置，故該小組同學提出的觀點不正確；（3）燒杯A實際為原電池，燒杯B中銅片連接正極，發生反應的電極反應式為：Cu2++2e-=Cu；（4）①由Zn、Cu做電極，H2SO4溶液作為電解質溶液而構成的原電池，正極氫離子得電子產生氫氣，電極反應式為：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生氫氧根離子，電極反應式為：O2+4e-+2H2O=4OH-；（5）以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質溶液，Al為負極，氧化反應，電極反應為Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，正極反應為 O2+4e-+2H2O=4OH-，該電池工作時總反應的化學方程式為4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。