Question

【题目】实验室有如下材料：铜片、铁片、石墨棒、CuCl2溶液、FeCl3溶液、导线、电流表、盐桥(装有琼脂-KCl的U形管)、烧杯等。甲同学设计了如图1的原电池装置，但乙同学发现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就会衰减，为解决以上问题，将原电池设计成了带盐桥的装置，如图2所示。

图1 图2

（1）①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________（填序号，下同）。

a．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH>0

b．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH<0

c．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0

②甲同学设计的原电池，若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出改变后总的电极反应式，若否，请写出理由：_______________________。

③乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电池两电极分别为：a是_______（填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同），b是__________。负极的电极反应式为___________________，正极的电极反应式为____________________。

（2）关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是____________。

a．实验过程中，左侧烧杯中Cl浓度增大

b．实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作

c．电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中

Answer 1

【答案】（13分）

（1）①b（2分） ②2FeCl3+Fe=3FeCl2（或2Fe3++Fe=3Fe2+）（3分）

③铜片（1分） 石墨棒（1分）

Cu－2e－=Cu2＋（2分） 2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋（2分）

（2）c（2分）

【解析】（1）①根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。②若将石墨棒改为铁片，则铁的活泼性强于铜，总电极反应发生改变。③因为乙同学设计的原电池总电极反应与甲同学的相同，均为Cu+2Fe3＋=2Fe2＋+Cu2＋，因此两电极为铜片和石墨棒，再根据电解液即可确定两电极的材料。

（2）该原电池的工作原理是Cu+2Fe3＋= Cu2＋+2Fe2＋，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的Cl向负极移动，因此左侧烧杯中Cl的浓度将增大，a正确。当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b正确。电子只能通过导线传递，盐桥传递的是离子，c错误。