Question

某校化学兴趣小组为了探究原电池工作原理，进行下列实验，请分析实验结果后回答相应问题．
（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，但较短时间内电流明显减小． 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．为什么锌失去的电子不能持续通过导线流向铜极给Cu²⁺？

 

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（2）实验三中盐桥中的K⁺流向

 

溶液（填“ZnSO₄”或“CuSO₄”）．与实验一比较，实验三原电池的工作效率大大提高，原因是

 

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（3）实验四中，“+”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，去掉电源，用带有一小灯泡的导线连接a、b，形成氢氧燃料电池，灯泡即可发亮．下列说法不正确的是

 

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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pH增大
B．当作为氢氧燃料电池时，c极发生还原反应，d极发生氧化反应
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

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）根据实验二的装置中没有形成闭合回路，即没有构成原电池分析；
（2）根据原电池工作中电流方向判断，钾离子与电流方向一致；实验一中Zn直接和硫酸铜接触，有少量的铜离子在锌的表面能够发生反应；
（3）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c上氢氧根离子发生氧化反应生成氧气，阴极d上氢离子发生还原反应生成氢气，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，据此分析．

解答： 解：（1）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，
故答案为：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；
（2）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；实验一中Zn直接和硫酸铜接触，有少量的铜离子在锌的表面得电子发生反应，而实验三则不会，所以工作效率大大提高，
故答案为：CuSO₄；实验一中Zn直接和硫酸铜接触，有少量的铜离子在锌的表面得电子发生反应，而实验三则不会；
（3）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正确；
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D．

点评：本题考查了原电池的形成条件、在原电池和电解池中离子移动及电极反应类型，题目难度较大．