Question

【题目】某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题：

（1）铜为___极，导线中电子流向为___(用a、b表示)。

（2）若装置中铜电极的质量增加3.2g，则导线中转移的电子数目为___；(用若NA表示阿伏加德罗常数，“NA”表示)

（3）装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K＋、Cl－的移动方向的表述正确的是___。

A．盐桥中的K＋向右侧烧杯移动、Cl－向左侧烧杯移动

B．盐桥中的K＋向左侧烧杯移动、Cl－向右侧烧杯移动

C．盐桥中的K＋、Cl－几乎都不移动

（4）若将反应2Fe3+ +Cu=2Fe2+ +Cu2+设计成原电池，其正极反应是___。

（5）设计一个电化学装置，实现这个反应：Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，请在下面方框内画出这个电化学装置图。___

Answer 1

【答案】正 a→b 0.1NA A Fe3+ +e— ＝Fe2+

【解析】

（1）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极；原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b；

（2）3.2g铜物质的量为0.05mol，由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.05mol铜，导线中转移0.1mol电子，电子数目为0.1NA；

（3）左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动；

故答案为A；

（4）根据方程式2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+可知氧化剂是铁离子，还原剂是铜，所以如果设计成原电池，负极应该是铜，正极是石墨或金属性弱于铜的金属，铁离子在正极放电，则正极反应为Fe3+ +e- ＝Fe2+；

（5）Cu+H2SO4（稀）=CuSO4+H2↑不能自发发生，应设计为电解池，Cu失去电子，为阳极，阴极材料任意，而电解质为硫酸，若阴极为C棒，则电解装置为。