Question

某學(xué)生利用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置探究鹽橋式原電池的工作原理．
按照實(shí)驗(yàn)步驟依次回答下列問題：
（1）導(dǎo)線中電子流向?yàn)開_____（用a、b 表示）．
（2）寫出裝置中鋅電極上的電極反應(yīng)式：______；
（3）若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64g，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為______；
（4）裝置中鹽橋中除添加瓊脂外，還要添加KCl的飽和溶液，電池工作時(shí)，對(duì)鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動(dòng)方向表述正確的是______．
A．鹽橋中的K⁺向左側(cè)燒杯移動(dòng)、Cl^-向右側(cè)燒杯移動(dòng)
B．鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動(dòng)、Cl^-向左側(cè)燒杯移動(dòng)
C．鹽橋中的K⁺、Cl^-都向右側(cè)燒杯移動(dòng)
D．鹽橋中的K⁺、Cl^-幾乎都不移動(dòng)
（5）若ZnSO₄溶液中含有雜質(zhì)Cu²⁺，會(huì)加速Zn電極的腐蝕、還可能導(dǎo)致電流在較短時(shí)間內(nèi)衰減．欲除去Cu²⁺，最好選用下列試劑中的______（填代號(hào)）．
A．NaOH            B．Zn       C．Fe              D．H₂SO₄
（6）遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的______腐蝕．為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的______極（填“正”或“負(fù)”）相連．鋼鐵在呈中性的潮濕環(huán)境下的腐蝕比呈酸性時(shí)緩慢，在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢，試從化學(xué)平衡角度解釋堿性時(shí)比中性時(shí)更緩慢原因______（寫出電極反應(yīng)式及必要的文字?jǐn)⑹觯��?br />（7）Cu₂O是一種半導(dǎo)體材料，可通過如圖2所示的電解裝置制取，電解總反應(yīng)為：2Cu+H₂OCu₂O+H₂，陰極的電極反應(yīng)式是______．若用鉛酸蓄電池作為電源進(jìn)行電解，當(dāng)蓄電池中有0.2mol H⁺被消耗時(shí)，Cu₂O的理論產(chǎn)量為______g．

Answer 1

【答案】分析：圖1為原電池裝置，Zn為負(fù)極，Cu為正極，
（1）電子由負(fù)極流向正極；
（2）負(fù)極Zn失去電子；
（3）銅電極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，增加0.64g，n（Cu）==0.01mol，轉(zhuǎn)移0.02mol電子；
（4）鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動(dòng)方向?yàn)殛栯x子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)；
（5）除去Cu²⁺，可促進(jìn)其水解生成沉淀，注意不引入新的雜質(zhì)；
（6）海水為中性或弱酸性，輪船易發(fā)生吸氧腐蝕，利用犧牲陽極的陰極保護(hù)法或外加電源的陰極保護(hù)法保護(hù)輪船，在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢是因抑制電極反應(yīng)的發(fā)生；
（7）圖2所示的電解裝置，發(fā)生2Cu+H₂OCu₂O+H₂，陰極氫離子得電子生成氫氣，用鉛酸蓄電池作為電源進(jìn)行電解，當(dāng)蓄電池中有0.2mol H⁺被消耗時(shí)利用電子守恒可知，4H⁺～Cu₂O．
解答：解：圖1為原電池裝置，Zn為負(fù)極，Cu為正極，
（1）電子由負(fù)極流向正極，則電子流向?yàn)橛蒩到b（或a→b），故答案為：由a到b（或a→b）；
（2）負(fù)極Zn失去電子，電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（3）銅電極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，增加0.64g，n（Cu）==0.01mol，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.02mol×N_A=1.204×10²²，故答案為：1.204×10²²；
（4）鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動(dòng)方向?yàn)殛栯x子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，右側(cè)為負(fù)極，左側(cè)為正極，只有B正確，故答案為：B；
（5）除去Cu²⁺，可促進(jìn)其水解生成沉淀，注意不引入新的雜質(zhì)，AC會(huì)引入雜質(zhì)，D抑制水解，只有B符合，故答案為：B；
（6）海水為中性或弱酸性，輪船易發(fā)生吸氧腐蝕，利用犧牲陽極的陰極保護(hù)法或外加電源的陰極保護(hù)法保護(hù)輪船，則有電源時(shí)輪船連接負(fù)極，在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢是因抑制電極反應(yīng)的發(fā)生，故答案為：吸氧；負(fù)；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-堿性較強(qiáng)時(shí)，OH^-濃度較大，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，抑制了上述電極反應(yīng)的發(fā)生，所以腐蝕緩慢；
（7）圖2所示的電解裝置，發(fā)生2Cu+H₂OCu₂O+H₂，陰極氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂，用鉛酸蓄電池作為電源進(jìn)行電解，當(dāng)蓄電池中有0.2mol H⁺被消耗時(shí)利用電子守恒可知，4H⁺～Cu₂O，則Cu₂O的理論產(chǎn)量為×144g/mol=7.2g，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂；7.2．
點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池，側(cè)重反應(yīng)原理的考查，考查點(diǎn)較全面細(xì)致，注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力的考查，明確計(jì)算中的電子守恒及電極反應(yīng)，題目難度不大．