Question

选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu
（1）画出装置图，并标明各部分材料名称
（2）负极材料

 

，正极材料

 

，电解质溶液是

 

（3）写出电极反应式：负极：

 

，正极：

 

（4）写出该装置的实验现象

 

（5）当该电池的电路中有2mol电子转移时，负极的质量变化为多少？（写出计算过程）

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）原电池的构成条件：有活泼性不同的两个电极；有电解质溶液；形成闭合回路；自发的氧化还原反应；
（2）电极中负极比正极活泼，是失电子的极，电解质中的阳离子在正极得电子；
（3）正极是电解质中的阳离子发生还原反应，负极是电极本身发生氧化反应；
（4）正极发生还原反应，生成红色金属铜，负极发生氧化反应，锌逐渐溶解；
（5）根据原电池负极反应计算．

解答： 解：（1）电池总反应为Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，金属锌失电子，为负极，正极可以用活泼性较差的金属铜，溶液中的铜离子得电子，必须用可溶的铜盐作电解质，结合原电池的构成条件，装置为，故答案为：；
（2）负极是失去电子的极，金属要比正极活泼，氧化还原反应中金属锌失电子，所以负极为Zn，正极可以是Cu（或者碳棒），电解质溶液为硫酸铜溶液，
故答案为：Zn；Cu（或碳棒）；CuSO₄溶液；
（3）负极是电极本身发生失电子的氧化反应，即Zn-2e^-=Zn²⁺，正极是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应，即Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）正极发生还原反应，生成红色金属铜，负极发生氧化反应，锌逐渐溶解，故答案为：正极有红色金属析出，负极Zn棒逐渐溶解；
（5）负极是电极本身发生失电子的氧化反应，即Zn-2e^-=Zn²⁺，当该电池的电路中有2mol电子转移时，则溶解锌为

2

2

mol×65g/mol=65g，答：负极的质量变化为65g．

点评：本题原电池的设计，为高频考点，把握原电池的工作原理和构成条件为解答的关键，注意电极、电极反应的分析，综合性较强，题目难度不大．