Question

【题目】某校化学兴趣小组的同学为了探究原电池工作的原理，进行了如下系列实验，请你一起参与实验并分析实验结果后回答有关问题：
（1）实验一中铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流计指针偏转，但较短时间内电流即明显减小．实验结束时测得锌片减少了3.94g，铜片增重了3.84g，则该原电池的工作效率是（指参加原电池反应的锌占反应总量的百分数）．
（2）实验二中刚将铜、锌片插入溶液中时电流计指针有偏转，但立即就归零了．解释锌失去的电子能不能持续通过导线流向铜极给Cu2+ ．
（3）实验三中盐桥中的K+流向溶液（填ZnSO4或CuSO4），如果Zn的消耗速率为1×10﹣3 mol/s，则K+的迁移速率为mol/s．
（4）实验四中，调节低压电源的电压到6V，并把其正、负极分别与上图装置中的两个碳电极相连接；接通电源，图示中的“+”连接到电源的正极上，“﹣”连接到电源的负极上，电解氢氧化钾溶液制取氢气、氧气，且制得的氢气与氧气的体积比为2：1，去掉电源，该装置就成为一只氢氧燃料电池，用带有一小灯泡的导线连接a、b，灯泡即可发亮．则下列说法错误的是 ．
A.在电解KOH溶液制备H2和O2时，KOH的作用是增强溶液的导电性，一段时间后其浓度增大
B.当作为氢氧燃料电池时，c极发生氧化反应，d极发生还原反应
C.当作为氢氧燃料电池时，电解质溶液中的OH﹣向着d极移动
D.如将KOH溶液换成稀H2SO4 ， 且作为氢氧燃料电池时，c极的电极反应为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ ．

Answer 1

【答案】
（1）60%
（2）锌失电子则形成Zn2+进入溶液显正电性，Cu2+得电子则溶液显负电性，两种因素均阻碍电子流向铜板
（3）CuSO4；2×10﹣3
（4）BD
【解析】解：（1）铜片、锌片表面均有红色物质铜析出，理解减小的质量为：3.94g﹣3.84g=0.1g，根据反应关系式：Zn～Cu△m（减小）
65 64 1
6.5g 0.1g
参加反应的锌的质量为6.5g，根据电子守恒，参加原电池反应的锌的物质的量为n（Zn）=n（Cu）= =0.06mol，该原电池的工作效率为： ×100%=60%，所以答案是：60%；（2）由于锌失电子则形成Zn2+进入溶液显正电性，Cu2+得电子则溶液显负电性，这两种因素均阻碍电子流向铜板，所以答案是：锌失电子则形成Zn2+进入溶液显正电性，Cu2+得电子则溶液显负电性，两种因素均阻碍电子流向铜板；（3）实验三中，铜为正极，锌为负极，电流在外电路有铜流向锌，溶液中电流由锌流向铜，所以钾离子流向硫酸铜溶液，氯离子流向硫酸锌溶液；根据电荷守恒可知，如果Zn的消耗速率为1×10﹣3mol/s，则钾离子则K+的迁移速率为2×10﹣3 ， 所以答案是：CuSO4；2×10﹣3；（4）电解KOH溶液和电解硫酸溶液时，实际都是电解水，KOH溶液和硫酸溶液的浓度增大，阳极a上氢氧根离子发生氧化反应生成氧气，阴极b上氢离子发生还原反应生成氢气，形成氢氧燃料电池时，a电极上氧气发生还原反应，做正极，b电极上氢气放出氧化反应，做负极， A、电解KOH溶液，实际是电解水，KOH溶液的浓度增大，pH增大，故A正确； B、形成氢氧燃料电池时，c电极上氧气发生还原反应，做正极，d电极上氢气放出氧化反应，做负极，故B错误； C、在燃料电池中，阴离子移向负极d，故C正确； D、在酸性溶液中，氧气放电变化生成水，故D错误；故选BD．