Question

某化学活动小组利用如下装置对原电池进行研究，请回答下列问题（其中盐桥为含有KCl溶液的琼脂）．
（1）、在甲图装置中，当电流计指针发生偏转时，盐桥中的离子移动方向为：K⁺移向______烧杯，Cl^-移向______烧杯（填A或B），装置中电子转移的方向为：______．
（2）、如果将盐桥换成Cu导线（如乙图），该小组同学发现电流表指针仍然发生偏转，则C中可以构成______池，D中可以构成______池．
（3）、对乙图产生电流的原因猜想如下：
猜想一：ZnSO₄溶液水解显酸性，如该观点正确，则C中铜导线上的电极反应式为：______．
猜想二：ZnSO₄溶液酸性很弱，由于溶解了空气中的氧气而产生电流，如该观点正确，此时C中铜导线上的电极反应式为：______．
若猜想二正确，则可利用此原理设计电池为在偏远的海岛工作的灯塔供电，其装置以金属铝和石墨为电极，以海水为电解质溶液，试写出该电池工作时总反应的化学方程式______．

Answer 1

【答案】分析：（1）原电池中，电子由负极经外电路流向正极，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；
（2）C为两种不同的金属作电极，形成原电池，D为电解或电镀装置；
（3）从金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的角度分析，以金属铝和石墨为电极，以海水为电解质溶液形成原电池时根据铝作负极，发生氧化反应生成Al（OH）₃回答．
解答：解：（1）在甲图装置中，当电流计指针发生偏转时，形成原电池，锌为活泼金属，被氧化而失去电子，铜为原电池正极，正极上得电子而被还原，原电池中，电子由负极经外电路流向正极，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，
故答案为：B；A；由负极（Zn）沿导线移向正极（Cu）；
（2）如果将盐桥换成Cu导线（如乙图），该小组同学发现电流表指针仍然发生偏转，则C中可以构成原电池，锌为活泼金属，被氧化而失去电子，铜为原电池正极，正极上得电子而被还原，分别连接电源的正负极，正极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，负极反应为Cu-2e^-=Cu²⁺，为电解或电镀装置，
故答案为：原电；电解/电镀；
（3）ZnSO₄溶液水解显酸性，Cu为正极，发生还原反应，电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，
ZnSO₄溶液酸性很弱，由于溶解了空气中的氧气而产生电流，则正极发生还原反应，氧气在正极上得电子而被还原，电极反应为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
以金属铝和石墨为电极，以海水为电解质溶液，Al为负极，氧化反应，电极反应为Al-3e^-+3OH^-=Al（OH）₃，正极反应为 O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，该电池工作时总反应的化学方程式为4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑； O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃．
点评：本题考查原电池和电解池的工作原理，题目难度不大，注意把握基础知识的积累，掌握电极反应式的书写．