Question

【题目】按如图装置进行实验(a、b电极均为Cu电极)，实验开始观察到灵敏电流计的指针发生偏转。 下列有关说法正确的是

A. b极电极反应为Cu - 2e-=Cu2+B. 溶液中Cu2+穿过交换膜发生迁移

C. 电流计指针偏转幅度将保持不变D. 外电路转移的电子最多为0.02 mol

Answer 1

【答案】D

【解析】

灵敏电流计指针发生偏转，说明有电流产生，则装置一定是原电池，负极电极反应式是Cu－2e－=Cu2＋，正极反应不可能发生2H＋＋2e－=H2↑，因此正极反应必是Cu2＋＋2e－=Cu，溶液中离子从高浓度的右室经过离子交换膜迁往低浓度的左室才是自发过程，如果溶液中迁移Cu2＋，由于负极与正极消耗或产生的Cu2＋相等，则左、右两室溶液浓度不变，但负极Cu减少，正极Cu增加，需要消耗能量而不可能提供电能，所以溶液中迁移离子不可能是Cu2＋，就只能是SO42－，从右室向左室迁移，因此b为正极，a为负极；

A、该装置浓度差电池，浓度增大，还原性或氧化性增强，右侧CuSO4浓度大，氧化性增强，因此b电极为正极，a电极为负极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故A错误；

B、溶液中离子从高浓度的右室经过离子交换膜迁往低浓度的左室才是自发过程，如果溶液中迁移Cu2＋，由于负极与正极消耗或产生的Cu2＋相等，则左、右两室溶液浓度不变，但负极Cu减少，正极Cu增加，需要消耗能量而不可能提供电能，所以溶液中迁移离子不可能是Cu2＋，就只能是SO42－，从右室向左室迁移，故B错误；

C、随着电流的产生，左、右两室SO42－浓度的差值逐渐减小，SO42－从右室向左室迁移的速率逐渐减小，则外电路的电流强度将逐渐减小，灵敏电流计指针偏转的幅度也会逐渐减小，故C错误；

D、当左右两室SO42－浓度相等，即均为(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2时，电池将停止工作，不再有电流产生，溶液中迁移的n(SO42－)=0.1L×[0.3mol·L－1－(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2]=0.01mol，因此外电路转移电子物质的量最多为0.02mol，故D正确。