Question

（1）如图1所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓硫酸铜溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化）当杠杆为绝缘体时，A端比B端

 

（填高、低、不变．下同）；当杠杆为导体时，A端比B端

 

．
（2）依据氧化还原反应：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu设计的原电池如图2所示，其中Y为可溶性硫酸盐．请回答下列问题：
①电解质溶液Y是

 

；（填化学式）
②X电极发生的电极反应为

 

；
③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^-的移动方向的表述正确的是

 

．
A．盐桥中的K⁺向左侧烧杯移动、Cl^-向右侧烧杯移动
B．盐桥中的K⁺向右侧烧杯移动、Cl^-向左侧烧杯移动
C．盐桥中的K⁺、Cl^-都向左侧烧杯移动          
D．盐桥中的K⁺、Cl^-几乎都不移动
（3）把（2）中盐桥改为铁棒插入A、B池中，其它不变，电流计的指针

 

（填“会”、“不会”）发生偏转，A装置名称

 

填（“原电池”或“电解池”），A中溶液浓度

 

（填增大、不变、变小），铜棒的电极名称为

 

（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）．
（4）把（2）中盐桥改为铜棒，其它不变，电流计的指针

 

（填“会”、“不会”）发生偏转，理由是

 

．

Answer 1

考点：设计原电池,电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）当杠杆为绝缘体时，铁和铜离子发生置换反应；当杠杆为导体时，该装置构成原电池，铁作负极，铜作正极；
（2）原电池中，失电子的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，得电子的可溶性溶液为电解质溶液；原电池放电时，盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；
（3）把（2）中盐桥改为铁棒插入A、B池中，其它不变，B能构成原电池，A有外接电源，属于电解池，A中阳极材料和电解质溶液中金属阳离子为相同元素，所以为电镀池；
（4）把（2）中盐桥改为铜棒，其它不变，该装置不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池．

解答： 解：（1）当杠杆为绝缘体时，铁和铜离子发生置换反应，所以铁球上析出铜导致质量增大，铜球质量不变，所以A端上升，B端下沉，即A端比B端高；
当杠杆为导体时，该装置构成原电池，铁作负极，铜作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上析出铜，所以B端上升，A端下沉，即A端比B端低，
故答案为：高；低；
（2）①含有盐桥的原电池中，电极材料与电解质溶液中金属阳离子为同种元素，X为铁，则Y为硫酸铜溶液，
故答案为：CuSO₄；
②X电极为铁，铁易失电子而作负极，电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
③盐桥中氯离子向负极电解质溶液移动，钾离子向正极电解质溶液移动，所以钾离子向右侧烧杯移动、Cl^-向左侧烧杯移动，故选B；
（3）把（2）中盐桥改为铁棒插入A、B池中，其它不变，B能构成原电池，A有外接电源，属于电解池，所以该装置中有电流产生，A中阳极材料和电解质溶液中金属阳离子为相同元素，所以为电镀池，阳极上铁失电子生成亚铁离子，阴极上亚铁离子得电子生成铁，所以溶液浓度不变，右边装置中，铁易失电子作负极，铜作正极，
故答案为：会；电解池；不变；正极；
（4）把（2）中盐桥改为铜棒，其它不变，该装置不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，
故答案为：不会；两池都没有可自发进行的氧化还原反应．

点评：本题以原电池和电解池原理为载体考查原电池的设计，根据电池反应式中得失电子的物质确定电极材料及电解质溶液，明确原电池的构成条件是解本题关键，难度中等．