Question

1．某学生利用如图实验装置探究盐桥式原电池的工作原理
按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）图中导线中电子流向为a→b（用a、b表示）；
（2）写出装置中铜电极上的电极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）若装置中铜电极的质量增加0.32g，则导线中转移的电子数目为0.01N_A ，（用“N_A”表示）；同时锌电极减少的质量为0.325g；
（4）装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K⁺、Cl^-的移动方向表述正确的是D
A．盐桥中的K⁺、Cl^-都向左侧烧杯移动
B．盐桥中的K⁺、Cl^-几乎不移动
C．盐桥中的K⁺向左侧烧杯移动、Cl^-向右烧杯移动
D．盐桥中的K⁺向右侧烧杯移动、Cl^-向左烧杯移动．

Answer 1

分析 （1）根据金属活泼性判断正负极，原电池中，电子由负极流向正极；
（2）装置中铜电极为正极，发生还原反应，是铜离子得电子生成铜；
（3）根据电极反应式Cu²⁺+2e^-=Cu进行相关计算，根据原子电池中正负极转移电子数目相同可计算锌电极减小的质量；
（4）根据正负极判断阴阳离子的移动方向；

解答 解：（1）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极．原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b，
故答案为：a→b；
（2）装置中铜电极为正极，发生还原反应，是铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）0.32g铜物质的量为0.005mol，由电极反应式Cu²⁺+2e^-=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.005mol铜，导线中转移0.01mol电子，电子数目为0.01N_A，此时负极上也转移0.01mol电子，根据Zn-2e^-=Zn²⁺可知，锌电极减少的质量为$\frac{1}{2}$×0.01mol×65g/mol=0.325g，
故答案为：0.01N_A ；0.325g；
（4）左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K⁺向右侧烧杯移动、Cl^-向左侧烧杯移动，
故答案为：D．

点评 本题主要考查了原电池设计、工作原理、物质的量的相关计算、常见的能量转化形式，明确原电池原理是解本题关键，再根据方程式中元素化合价变化确定正负极材料及电解质溶液，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．